La technologie d'impression 3D permet des dissipateurs de chaleur électroniques plus efficaces

Aug 02, 2022

Le domaine de la fabrication additive métallique SLM adopte la méthode de traitement de la procédure de tranchage de section de la pièce à usiner et de stratification du métal en fusion, qui peut pleinement répondre aux exigences des dissipateurs thermiques métalliques optimisés pour la topologie tels que les dissipateurs de chaleur en métal de forme spéciale, intégrés, à micro-canaux et structures de nageoires complexes.


Lors de la conception d'un dissipateur thermique pour un petit appareil électronique, une conception équilibrée doit être prise en compte. Lorsque les dissipateurs thermiques de conception traditionnelle sont trop volumineux, l'optimisation de la topologie de la conductivité thermique peut être utilisée pour créer des dissipateurs thermiques légers à hautes performances avec une consommation d'énergie de refroidissement aussi faible que possible.


L'objectif de l'optimisation de la topologie est de trouver la conception optimale du dissipateur thermique qui maximise les performances thermiques et minimise la chute de tension. Les dissipateurs thermiques topologiquement optimisés ont souvent des structures internes et externes géométriques complexes, qui ne conviennent pas aux méthodes de fabrication traditionnelles de dissipateurs thermiques, telles que l'extrusion, l'emboutissage, l'usinage, le forgeage ou la coupe de précision des dents de pelle.

Topology Optimized Design of Coral Fins for Heat Sink

Conception optimisée de la topologie des ailettes de corail pour le dissipateur de chaleur


L'optimisation de la topologie vise à maximiser la surface thermique et les performances thermiques dans un espace restreint, en minimisant les besoins en composants de refroidissement actifs tels que les ventilateurs. L'optimisation de la topologie apporte souvent des géométries complexes aux dissipateurs thermiques qui sont difficiles à réaliser ou impossibles à fabriquer avec les méthodes d'usinage traditionnelles. Cependant, la technologie de fusion sélective au laser (SLM) dans le domaine de la fabrication additive, qui adopte la technologie de traitement du processus de tranchage en coupe transversale de la pièce et la méthode d'empilement du métal en fusion, peut pleinement répondre à l'optimisation de la topologie de spécial- structures d'ailettes formées, intégrées, à micro-canaux et complexes. Fabrication de radiateurs métalliques.

3D printed topology-optimized heat sink


Afin d'assurer la précision de la fabrication additive par fusion laser sélective (SLM) dans le processus de production du dissipateur thermique, les concepteurs ont simulé et optimisé la structure du dissipateur thermique et ont veillé à ce que l'épaisseur de paroi minimale des ailettes du dissipateur thermique puisse respecter la limite de diamètre du laser. Comme le montre l'image ci-dessous, l'optimisation des paramètres est effectuée sur la gauche, ce qui se traduit par de nombreuses ailettes de taille et d'espacement uniformes ; tandis que les nageoires optimisées pour la topologie sur la droite ont une structure semblable à un corail qui diminue progressivement en largeur à mesure que les nageoires s'étendent vers l'extérieur. Petit.

Parameter-optimized and topology-optimized heat sink fin structures

Structures d'ailettes de dissipateur de chaleur optimisées pour les paramètres et la topologie


La consommation d'énergie sans cesse croissante des circuits intégrés générera une chaleur excessive, et à l'ère de la 5G, les besoins des gens en puissance de calcul continuent d'augmenter, et la contradiction entre une dissipation thermique efficace et les performances des appareils électroniques continuera de s'intensifier. Il existe une demande croissante pour réduire la consommation d'énergie de dissipation thermique des équipements électroniques, ce qui pose un défi à la conception efficace et optimale du radiateur. L'optimisation de la topologie offre une voie technique potentielle pour la conception efficace des radiateurs, et la technologie de fabrication additive par impression 3D a attiré de plus en plus d'entreprises et d'instituts de recherche dans le domaine de la fabrication de radiateurs avec ses avantages uniques.


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