近日，美國橡樹嶺國家實驗室（ORNL）和田納西大學(xué)（University of Tennessee）的研究人員發(fā)現(xiàn)，使用采用簡單的退火工藝或者通過使用一種設(shè)計算法，制造商們就能夠打造出性能與傳統(tǒng)制造工藝一樣的3D打印散熱片。

　　眾所周知，散熱片是很多電子設(shè)備的重要組成部分，它的功能就是通過熱交換散去熱量，降低設(shè)備溫度，使其能夠正常發(fā)揮公司。對于電力或電子設(shè)備來說，散熱片更是非常重要，因為現(xiàn)在電力電子設(shè)備的能量密度正在變得越來越大。不過，盡管近年來這些設(shè)備在某些方面都有了長足的進(jìn)展——比如更高的開關(guān)頻率，更好的熱性能——但是因為制造工藝的限制，散熱片基本上維持不變。目前的散熱片都是采用銑削、鉆孔和鑄造等傳統(tǒng)工藝制造的，因此很少采用比較復(fù)雜的設(shè)計或者多片結(jié)構(gòu)，因為這會增加破損或滲漏的可能性。

　　對于一些電力或電子設(shè)備生產(chǎn)商來說，增材制造似乎為散熱片的制造提供了一個富有吸引力的解決方案：通過使用3D打印機(jī)，制造商就能夠設(shè)計和制造具有更為復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)的散熱片。此外，這些散熱片很容易一次性3D打印完成，減少了組裝的需要和泄露的可能性。不過遺憾的是，盡管3D打印的散熱片可以在結(jié)構(gòu)上更為復(fù)雜，但是在材料屬性上卻往往讓人失望：金屬3D打印合金的構(gòu)成方式不同于常規(guī)的合金，在組成上的這些細(xì)微差別往往會導(dǎo)致不良的熱影響。

　　為此，來自田納西大學(xué)和ORNL的Tong Wu最近領(lǐng)導(dǎo)了一支科學(xué)家團(tuán)隊對3D打印和非3D打印的鋁散熱片進(jìn)行了比較研究。該研究論文——《增材制造鋁金屬的熱相應(yīng)（Thermal Response of Additive Manufactured Aluminum）》上個月被Tong Wu發(fā)表在了3D PEIM 國際研討會上。從一開始，Tong Wu和他的團(tuán)隊就注意到他們選擇的3D打印合金（A1_AM）和常規(guī)合金（A1_6061）組成的差異。據(jù)悉，這些3D打印金屬粉末是由密歇根州的Linear Mold，其成分中含有10%的硅和0.5%的鎂，而常規(guī)合金中硅的含量小于1%，鎂的含量1.5%。

　　常規(guī)合金 A1_6061 （a） 及 3D 打印合金 A1_AM 的顯微結(jié)構(gòu)比較 （b）

　　科學(xué)家們通過實驗發(fā)現(xiàn)，雖然這兩個散熱片的熱性能在高溫下類似，但是在較低溫度下（70攝氏度）3D打印的散熱器表現(xiàn)就稍微差了一點，這是因為兩種合金之間的“化學(xué)與顯微結(jié)構(gòu)差異”造成了10%的性能差異。不過，Tong Wu和同事們希望通過一種簡單的退火工藝使3D打印的散熱片達(dá)到類似與常規(guī)制造的水平。