Công nghệ in 3D cho phép tản nhiệt điện tử hiệu quả hơn

Aug 02, 2022

Lĩnh vực sản xuất phụ gia kim loại SLM áp dụng phương pháp xử lý quy trình cắt lát mặt cắt của phôi và cán kim loại nóng chảy, có thể đáp ứng đầy đủ các yêu cầu của tản nhiệt kim loại được tối ưu hóa cấu trúc liên kết chẳng hạn như kênh vi mô hình dạng đặc biệt, tích hợp, và cấu trúc vây phức tạp.


Khi thiết kế bộ tản nhiệt cho một thiết bị điện tử nhỏ, cần phải xem xét thiết kế cân đối. Khi tản nhiệt thiết kế truyền thống quá cồng kềnh, tối ưu hóa cấu trúc liên kết dẫn nhiệt có thể được sử dụng để tạo ra tản nhiệt nhẹ hiệu suất cao với mức tiêu thụ điện năng làm mát ít nhất có thể.


Mục tiêu của việc tối ưu hóa cấu trúc liên kết là tìm ra thiết kế tối ưu của tản nhiệt nhằm tối đa hóa hiệu suất nhiệt và giảm thiểu điện áp rơi. Tản nhiệt được tối ưu hóa về mặt cấu trúc học thường có cấu trúc hình học phức tạp bên trong và bên ngoài, không phù hợp với các phương pháp sản xuất tản nhiệt truyền thống, chẳng hạn như đùn, dập, gia công, rèn hoặc răng xẻng cắt chính xác.

Topology Optimized Design of Coral Fins for Heat Sink

Thiết kế tối ưu hóa cấu trúc liên kết của vây san hô cho tản nhiệt


Tối ưu hóa cấu trúc liên kết tìm cách tối đa hóa diện tích bề mặt nhiệt và hiệu suất nhiệt trong một kích thước không gian hạn chế, giảm thiểu các yêu cầu đối với các bộ phận làm mát tích cực như quạt. Tối ưu hóa cấu trúc liên kết thường mang lại hình học phức tạp cho tản nhiệt khó đạt được hoặc không thể chế tạo bằng các phương pháp gia công truyền thống. Tuy nhiên, công nghệ nấu chảy laser chọn lọc (SLM) trong lĩnh vực sản xuất phụ gia, áp dụng công nghệ xử lý của quá trình cắt lát cắt ngang của phôi và phương pháp xếp chồng kim loại nóng chảy, hoàn toàn có thể đáp ứng tối ưu hóa cấu trúc liên kết của đặc biệt- cấu trúc vây hình dạng, tích hợp, vi kênh và cấu trúc vây phức tạp. Sản xuất bộ tản nhiệt bằng kim loại.

3D printed topology-optimized heat sink


Để đảm bảo độ chính xác của quá trình sản xuất phụ gia nấu chảy bằng laser (SLM) có chọn lọc trong quy trình sản xuất tản nhiệt, các nhà thiết kế đã mô phỏng và tối ưu hóa cấu trúc tản nhiệt và đảm bảo rằng độ dày thành tối thiểu của cánh tản nhiệt có thể đáp ứng giới hạn đường kính laser. Như trong hình bên dưới, tối ưu hóa thông số được thực hiện ở bên trái, dẫn đến nhiều vây có kích thước và khoảng cách đồng nhất; trong khi các vây được tối ưu hóa cấu trúc liên kết ở bên phải có cấu trúc giống như san hô và giảm dần chiều rộng khi các vây mở rộng ra bên ngoài. Nhỏ bé.

Parameter-optimized and topology-optimized heat sink fin structures

Cấu trúc vây tản nhiệt được tối ưu hóa thông số và tối ưu hóa cấu trúc liên kết


Việc tiêu thụ điện năng ngày càng tăng của các vi mạch tích hợp sẽ tạo ra nhiệt độ quá cao, và trong kỷ nguyên 5G, yêu cầu của con người về khả năng tính toán tiếp tục tăng và mâu thuẫn giữa tản nhiệt hiệu quả và hiệu suất của các thiết bị điện tử sẽ tiếp tục gia tăng. Ngày càng có nhiều nhu cầu về việc giảm tiêu thụ năng lượng tản nhiệt của thiết bị điện tử, điều này đặt ra thách thức đối với thiết kế hiệu quả và tối ưu của bộ tản nhiệt. Tối ưu hóa cấu trúc liên kết cung cấp một con đường kỹ thuật tiềm năng để thiết kế hiệu quả các bộ tản nhiệt và công nghệ sản xuất phụ gia in 3D đã thu hút ngày càng nhiều công ty và tổ chức nghiên cứu trong lĩnh vực sản xuất bộ tản nhiệt với những lợi thế độc đáo của nó.


Gửi yêu cầu