[發(fā)明專(zhuān)利]一種一體化平板微熱管結(jié)構(gòu)及其3D打印制造方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010429819.5
• 申請(qǐng)日: 2020-05-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111590073A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪小明;王耿;明憲良;唐曄
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京遙感設(shè)備研究所
• 主分類(lèi)號(hào): B22F3/105
• 分類(lèi)號(hào): B22F3/105;B22F3/11;F28D15/04;B33Y10/00;B33Y40/20;B33Y70/00;B33Y80/00
• 代理公司: 中國(guó)航天科工集團(tuán)公司專(zhuān)利中心 11024
• 代理人: 張國(guó)虹

1.一種一體化平板微熱管結(jié)構(gòu)的3D打印制造方法，其特征在于，其步驟為：

第一步、對(duì)一體化平板微熱管結(jié)構(gòu)區(qū)域進(jìn)行劃分：

所述一體化平板微熱管結(jié)構(gòu)為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，其分為實(shí)體外殼(1)、實(shí)體支撐柱(2)、內(nèi)部毛細(xì)吸液芯(3)及重合區(qū)域(4)四部分，其中，

所述一體化平板微熱管結(jié)構(gòu)的實(shí)體外殼(1)的內(nèi)表面與多個(gè)內(nèi)部毛細(xì)吸液芯(3)接觸；

在實(shí)體外殼(1)與內(nèi)部毛細(xì)吸液芯(3)的結(jié)合區(qū)域設(shè)置一定厚度的重合區(qū)域(4)，以提高實(shí)體外殼1與毛細(xì)吸液芯3的結(jié)合強(qiáng)度；

在實(shí)體外殼(1)上、下面之間設(shè)置多個(gè)實(shí)體支撐柱(2)，以使外殼上、下面相互連接，增加外殼強(qiáng)度和剛度，保證平板微熱管使用過(guò)程的可靠性；

第二步、3D打印一體化平板微熱管結(jié)構(gòu)模型處理：

根據(jù)平板微熱管區(qū)域劃分，對(duì)于外殼實(shí)體結(jié)構(gòu)(1)與內(nèi)部毛細(xì)吸液芯(3)結(jié)構(gòu)兩個(gè)部分按照它們?cè)谒鲆惑w化平板微熱管結(jié)構(gòu)中的相對(duì)位置在三維建模軟件中裝配成一個(gè)組合體，再將所述組合體同時(shí)導(dǎo)出為stl格式文件；如在專(zhuān)用3D打印工藝軟件中進(jìn)行裝配，則不進(jìn)行導(dǎo)出文件步驟；在3D打印成形開(kāi)始前，需始終保持外殼實(shí)體(1)結(jié)構(gòu)部分與內(nèi)部毛細(xì)吸液芯(3)部分組合體模型的相對(duì)位置不變；

第三步、平板微熱管結(jié)構(gòu)3D打印一體成形：

在所述一體化平板微熱管結(jié)構(gòu)3D打印成形步驟中，設(shè)置激光功率和掃描速度，毛細(xì)吸液芯區(qū)域的激光燒結(jié)功率為外殼實(shí)體區(qū)域的四分之一至三分之一，毛細(xì)吸液芯區(qū)域的激光掃描速度為外殼實(shí)體區(qū)域的三倍；一體化平板微熱管結(jié)構(gòu)3D打印成形的擺放方向?yàn)椋核銎桨逦峁艿腪軸與3D打印生長(zhǎng)方向一致。

第四步、3D打印一體化平板微熱管結(jié)構(gòu)件后處理：

所述一體化平板微熱管結(jié)構(gòu)件3D打印成形完成后需進(jìn)行后處理，其包括清理殘留在零件內(nèi)腔中的金屬粉末、熱處理、線切割、精加工。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，一體化平板微熱管結(jié)構(gòu)的材料為金屬粉末，通過(guò)激光選區(qū)熔化3D打印工藝制造。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，外殼部分(1)的材料為金屬粉末，在打印過(guò)程中，外殼部分(1)采用高功率激光燒結(jié)金屬粉末，形成致密度大于99％以上的實(shí)體結(jié)構(gòu)，以保證結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，內(nèi)部毛細(xì)吸液芯(3)的材料為金屬粉末，內(nèi)部毛細(xì)吸液芯(3)采用低功率激光燒結(jié)金屬粉末形成疏松多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)，提高吸液芯的毛細(xì)吸力。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，毛細(xì)吸液芯(3)兩個(gè)相對(duì)面的連通采用長(zhǎng)條狀連通，或者采用圓柱狀連通。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，實(shí)體外殼(1)區(qū)域厚度為0.5mm～1mm，實(shí)體支撐柱(2)直徑為2～3mm，重合區(qū)域4厚度為0.1mm～0.2mm。

7.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的方法，其特征在于，一體化平板微熱管結(jié)構(gòu)的材料為鋁合金AlSi10Mg，所述鋁合金AlSi10Mg被激光選區(qū)熔化成形，實(shí)體外殼(1)的激光燒結(jié)功率為340W～370W、激光掃描速度為1250mm/s～1350mm/s，毛細(xì)吸液芯(3)的激光燒結(jié)功率為85W～120W、激光掃描速度為3800mm/s～4000mm/s。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述清理殘留在零件內(nèi)腔中的金屬粉末采用振動(dòng)、吹氣的方法，以保證一體化平板微熱管內(nèi)無(wú)殘留粉末；所述熱處理采用去應(yīng)力制度：溫度180度，保溫8～12小時(shí)，空冷；清除粉末、熱處理之后進(jìn)行線切割，將一體化平板微熱管結(jié)構(gòu)件與基板分離；最后將一體化平板微熱管尺寸和表面粗糙度精加工。

9.一種一體化平板微熱管結(jié)構(gòu)，其特征在于，一體化平板微熱管結(jié)構(gòu)為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，其分為實(shí)體外殼(1)、實(shí)體支撐柱(2)、內(nèi)部毛細(xì)吸液芯(3)及重合區(qū)域(4)四部分，其中，

所述一體化平板微熱管結(jié)構(gòu)包括外殼1和多個(gè)內(nèi)部毛細(xì)吸液芯3兩個(gè)部分組成；

在實(shí)體結(jié)構(gòu)與毛細(xì)結(jié)構(gòu)結(jié)合區(qū)域設(shè)置一定厚度的重合區(qū)域4以提高實(shí)體結(jié)構(gòu)與毛細(xì)吸液芯的毛細(xì)結(jié)構(gòu)的結(jié)合強(qiáng)度；

在實(shí)體外殼上、下面之間設(shè)置多個(gè)實(shí)體支撐柱2，以使外殼上、下面相互連接，增加外殼強(qiáng)度和剛度，保證平板微熱管使用過(guò)程的可靠性。