טכנולוגיית הדפסה בתלת-ממד מאפשרת צלעות קירור אלקטרוניות יעילות יותר

Aug 02, 2022

תחום ייצור תוספי המתכת SLM מאמץ את השיטה של עיבוד הליך חיתוך המקטע של חומר העבודה ומימוש המתכת המותכת, אשר יכול לענות באופן מלא על הדרישות של צלעות קירור מתכת ממוטבות טופולוגיה כגון מבנים מיוחדים, משולבים, מיקרו-ערוציים וסנפירים מורכבים.


בעת תכנון צלעות קירור עבור מכשיר אלקטרוני קטן, יש לקחת בחשבון עיצוב מאוזן. כאשר צלעות הקירור של העיצוב המסורתי מגושמות מדי, ניתן להשתמש באופטימיזציה של טופולוגיית המוליכות התרמית כדי ליצור צלעות קירור קלות משקל בעלות ביצועים גבוהים עם צריכת חשמל מצננת קטנה ככל האפשר.


המטרה של אופטימיזציה טופולוגית היא למצוא את העיצוב האופטימלי של גוף הקירור שממקסם את הביצועים התרמיים וממזער את ירידת המתח. צלעות קירור שעברו אופטימיזציה טופולוגית כוללות לעתים קרובות מבנים פנימיים וחיצוניים גיאומטריים מורכבים, שאינם מתאימים לשיטות ייצור מסורתיות של צלעות קירור, כגון שחול, הטבעה, עיבוד שבבי, זיוף או חיתוך מדויק של שיני חפירה.

Topology Optimized Design of Coral Fins for Heat Sink

טופולוגיה תכנון מותאם של סנפירי אלמוגים לגוף קירור


אופטימיזציה של טופולוגיה מבקשת למקסם את שטח הפנים התרמי ואת הביצועים התרמיים בתוך גודל שטח מוגבל, ולמזער את הדרישות לרכיבי קירור פעילים כגון מאווררים. אופטימיזציה של טופולוגיה מביאה לעתים קרובות גאומטריות מורכבות לצלעות קירור שקשה להשיג או בלתי אפשריות לייצור בשיטות עיבוד שבבי מסורתיות. עם זאת, טכנולוגיית התכת הלייזר הסלקטיבית (SLM) בתחום ייצור התוספים, המאמצת את טכנולוגיית העיבוד של תהליך חיתוך החתך של חומר העבודה ושיטת ערימת המתכת המותכת, יכולה לעמוד באופן מלא באופטימיזציה הטופולוגית של מבני סנפירים בעלי צורה מיוחדת, משולבת, מיקרו-ערוצית ומורכבת. ייצור רדיאטורים ממתכת.

3D printed topology-optimized heat sink


על מנת להבטיח את הדיוק של ייצור תוספים סלקטיביים להמסת לייזר (SLM) בתהליך ייצור צלעות הקירור, המעצבים דימו וייעלו את מבנה צלעות הקירור והבטיחו כי עובי הדופן המינימלי של סנפירי צלעות הקירור יוכל לעמוד במגבלת קוטר הלייזר. כפי שמוצג בתמונה שלהלן, אופטימיזציה של פרמטרים מתבצעת בצד שמאל, וכתוצאה מכך הרבה סנפירים בגודל אחיד ומרווחים; בעוד שלסנפירים הממוטבים לטופולוגיה מימין יש מבנה דמוי אלמוגים שהולך ופוחת בהדרגה ברוחבם ככל שהסנפירים מתרחבים כלפי חוץ. קטן.

Parameter-optimized and topology-optimized heat sink fin structures

מבני סנפירי צלעות קירור ממוטבים לפרמטרים וממוטבים לטופולוגיה


צריכת החשמל ההולכת וגדלה של מעגלים משולבים תיצור חום מופרז, ובעידן ה-5G, הדרישות של אנשים לכוח מחשוב ימשיכו לגדול, והסתירה בין פיזור חום יעיל לביצועים של מכשירים אלקטרוניים תמשיך להתעצם. קיימת דרישה גוברת להפחתת צריכת האנרגיה של פיזור החום של ציוד אלקטרוני, מה שמציב אתגר לתכנון היעיל והאופטימלי של הרדיאטור. אופטימיזציה של טופולוגיה מספקת נתיב טכני פוטנציאלי לתכנון יעיל של רדיאטורים, וטכנולוגיית ייצור תוספים להדפסה בתלת-ממד משכה יותר ויותר חברות ומוסדות מחקר בתחום ייצור רדיאטורים עם יתרונותיה הייחודיים.


שלח החקירה