导读：3D打印技术在散热领域的应用潜力巨大，通过专门的设计优化和制造，能够大幅提升很多产品的散热效果。
2026年4月17日，TCT Awards 2026 颁奖典礼举办，其中有一项获奖的3D打印产品：一体化被动冷却系统，由
Martinrea International 联合Equispheres Inc
共同开发。这是一套一体化设计和3D打印的电机壳体，通过3D打印的多孔毛细芯结构实现高效散热。
南极熊查询发现，这个项目也斩获2025 AMUG先进概念金奖，本文我们就来详细介绍一下这个项目，启发国内应用开发者。
铝基增材制造突破电机热管理瓶颈
随着电驱动系统向高功率密度、小型化、集成化加速演进，热管理已成为制约效率、寿命与续航的核心瓶颈。传统电机壳体依赖外置热管与大流量主动冷却，存在结构复杂、能耗高、散热不均等痛点。全球汽车零部件供应商Martinrea与增材制造铝粉技术领军企业Equispheres联合开发的一体化被动冷却电机壳体，凭借颠覆性设计与量产级工艺，为电驱动热管理提供全新技术路径。
一、技术原理：主动液冷+两相被动冷却一体化协同
项目核心创新在于，将两相被动散热与主动液体冷却在单一铝制结构内深度融合，形成无需外置热管的高效散热系统。
1. 两相被动冷却（蒸汽腔/均热板）
电机绕组产生的热量传导至壳体内壁后，通过多孔毛细芯加热冷却介质使其蒸发，蒸汽在腔体内快速扩散至全表面实现均热，再经毛细力驱动冷凝液回流至热源区，完成蒸发—冷凝两相无源循环。全过程无需泵体驱动，大幅提升散热均匀性并降低热点风险。
2. 嵌入式主动液冷
壳体内部集成小直径并行流道，在保持紧凑空间的同时扩大换热面积，限制压降并降低液压能耗，与被动蒸汽腔形成协同散热，实现高热流密度下的稳定温控。
二、关键实现路径：LPBF工艺与高性能铝粉协同突破
项目采用激光粉末床熔融（LPBF） 技术，在AconityTWO设备上完成一体化成型，突破传统制造无法实现的结构与工艺壁垒。
1. 创新LPBF打印策略
团队开发不完全熔化+全致密打印复合工艺，在同一打印层内同步构建：
- 全致密结构：保证壳体强度与密封性能
- 高渗透率多孔毛细芯：实现蒸汽腔无源循环能力
无需复杂晶格与繁琐激光路径，即可形成性能对标商用热管的毛细结构，同时满足量产节拍要求。
2. 高性能AlSi10Mg铝粉支撑
Equispheres专用铝粉具备高球形度、高流动性、熔化一致性等优势，保证铺层均匀、熔池可控，稳定实现多孔结构与致密基体的一体化成型，为毛细芯孔径、渗透率与散热性能提供材料底层保障。
3. 原位集成设计
新品完全匹配量产电机安装空间，无需更改电机与整车架构，实现直接替换式升级，大幅降低工程落地成本。
三、实测结果：散热与能耗性能跨越式提升
在10LPM冷却液流量、25kW稳态热负荷工况下，该电机壳体相较传统方案实现显著性能提升：
1. 液压能耗大幅降低：冷却压降与液压功耗降低60%以上，流量越高节能效果越显著；
2. 温度均匀性显著改善：壳体最高与最低温差缩小39℃，消除局部热点；
3. 绕组峰值温度下降：电机绕组最高温度降低18℃，有效延缓绝缘老化，延长寿命；
4. 系统效率提升：冷却能耗降低，更多电能用于驱动，直接提升电动车续航表现。
AMUG评审团评价：能耗与热控能力提升超100%，是唯一可实现该性能的技术方案，无需对电机进行重新设计。
四、行业价值与应用前景
该技术以铝基增材制造为载体，将结构功能一体化推向工业量产场景，不仅适用于电驱动系统，还可快速拓展至多领域高功率密度设备：
- 新能源汽车：电机、逆变器、车载充电机、电池包壳体
- 航空航天：航电设备、卫星散热、轻量化载荷结构
- 电子与半导体：GPU、功率器件、3D打印散热器
- 新能源与工业装备：光伏/风电逆变器、工业电机、压缩机
五、总结
Martinrea与Equispheres获奖项目，标志着金属增材制造从原型制造迈向功能件量产的关键跨越。通过材料、工艺与结构的协同创新，项目攻克高功率密度设备热管理行业共性难题，以更低能耗、更高可靠性、更紧凑结构，为电驱动系统升级与多行业热管理方案革新提供可量产、可复制的技术范式。
来源：南极熊
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