[發明專利]通過3D打印制造換熱器的方法

在審

• 申請號: 201610188812.2
• 申請日: 2016-03-29
• 公開（公告）號: CN105750545A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 陳彬彬;趙小翔
• 申請（專利權）人: 上海衛星工程研究所
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B22F5/10;B33Y10/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及換熱器，具體地，涉及一種通過3D打印制造換熱器的方法。

背景技術

面對尺寸日益減小和集成度不斷提高的電子器件所帶來的極高熱流密度及有限空間封裝等問題的嚴峻挑戰，基于微電子機械系統(MEMS)技術發展的微通道設計理念，開創了電子器件散熱領域的新時代。微通道換熱器比換熱面積大，換熱系數高，傳熱能力強，是常規和微電子器件散熱用的最具潛力的換熱設備。

隨著電子器件集成度日益增大，微細通道換熱器體積和尺寸隨之減小。目前，制造微型微細通道換熱器的常用方法是通過傳統的機械加工工藝制造出零部件，然后利用焊接或O型圈密封制成換熱器。其基本生產工藝流程是：下料——車、削、銑、電火花、刻蝕等加工零部件——清洗除油——零部件組裝——焊接(O型圈)密封——成型。其生產工藝復雜，生產難度大，微細通道換熱器質量并不穩定。特別是微細通道的加工，難度大，成本高。

常用的微細通道利用線切割、電火花或刻蝕等工藝加工而成。受限于線切割絲徑大小和電火花陽模肋片寬度，很難加工出通道寬度小于200μm的微通道。利用化學試劑刻蝕的微通道，深度很難超過3mm，并且微通道截面形狀很難控制，通常用多個刻蝕有微通道的薄片疊加形成微通道。而對于一些異型結構的微細通道，如蛇形通道、縱向渦發生器、異型肋、Ω截面通道和槽紋等，常規的加工工藝很難加工出來。同時，加工成型的微通道部件，通常會采用焊接或疊加壓緊等方式形成通道，這會阻礙熱傳導的途徑，增大導熱熱阻，進而降低微細通道換熱器的整體換熱性能。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種通過3D打印制造換熱器的方法。

根據本發明提供的通過3D打印制造換熱器的方法，包括如下步驟：

步驟S1：通過激光熔融待加工金屬粉末；

步驟S2：根據換熱器的三維模型進行分層切片；

步驟S3：根據每層切片的截面輪廓逐層打印出換熱器。

優選地，還包括如下步驟：

-將打印出的換熱器在高溫爐中進行熱處理。

優選地，所述待加工金屬粉末為鋁粉末、鋁合金粉末、銅粉末或銅合金粉末中的任一種或任多種。

優選地，所述待加工金屬粉末的粒徑為10μm～60μm。

優選地，所述換熱器為一體成型結構。

優選地，所述換熱器的通道的內壁面因激光熔融待加工金屬粉末形成粗糙層。

優選地，所述換熱器的通道呈正弦曲線形或Ω形。

優選地，所述換熱器通道的內壁面設置有槽紋。

優選地，所述換熱器的通道設置有縱向渦發生器和/或異型肋。

與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：

1、本發明通過3D打印制造換熱器，不再受常規加工手段限制，能夠強化換熱；

2、本發明利用激光熔融粉末形成的換熱器的通道，通道表面粗糙，有利于加強流體在通道內局部擾動，強化換熱；

3、本發明中的換熱器整體加工而成，能減少焊接、粘貼等密封方式引起的導熱熱阻，提升換熱器的整體換熱性能。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征、目的和優點將會變得更明顯：

圖1為本發明的步驟流程圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發明的保護范圍。

在本實施例中，本發明提供的通過3D打印制造換熱器的方法，包括如下步驟：

步驟S1：通過激光熔融待加工金屬粉末；

步驟S2：根據換熱器的三維模型進行分層切片；

步驟S3：根據每層切片的截面輪廓逐層打印出換熱器。

作為一個優選的實施方式，本發明提供的通過3D打印制造換熱器的方法，還包括如下步驟：-將打印出的換熱器在高溫爐中進行熱處理。

作為一個優選的實施方式，所述待加工金屬粉末為鋁粉末、鋁合金粉末、銅粉末或銅合金粉末中的任一種或任多種。

作為一個優選的實施方式，所述待加工金屬粉末的粒徑為10μm～60μm。

作為一個優選的實施方式，所述換熱器為一體成型結構。

作為一個優選的實施方式，所述換熱器的通道的內壁面因激光熔融待加工金屬粉末形成粗糙層。