The invention discloses a method for forming low porosity multi-branched heat dissipation structure by metal droplet printing, which is used to solve the technical problem of poor practicability of the existing branched heat radiator preparation method. The technical scheme is based on the theory of jet fracture to produce metal droplets. According to the path planning of special-shaped heat dissipation structure, the complex three-dimensional multi-branch heat dissipation structure with controllable shape and scale can be achieved by controlling the spray of droplets and the movement of moving substrate, and the solidification behavior of droplets can be controlled to optimize the internal quality of metal droplets. The invention is not limited by the special manufacturing tools required by the special structure. The multi-branch heat dissipation structure is formed by printing multiple metal droplets. By controlling the solidification behavior of metal droplets, the internal quality of metal droplets is improved, the internal pore of the heat dissipation structure is reduced, and the thermal conductivity of the heat dissipation structure is improved. The rapid prototyping of multi-branch shaped heat dissipation structure is realized without the need of high power laser energy source and without the limitation of material types and forms.
【技术实现步骤摘要】
金属微滴打印成型低孔隙率多枝状散热结构的方法
本专利技术涉及一种类枝状散热器制备方法,特别涉及一种金属微滴打印成型低孔隙率多枝状散热结构的方法。
技术介绍
随着航空航天、高新武器装备及电子信息等领域对产品集成度、可靠性的要求越来越高,特别是对于一些高密度、大功率系统,工作中产生的热量急剧增加,对系统的散热效率提出了巨大的挑战,但是目前大多数系统的散热结构普遍面临散热效率不高的问题;根据现代传热拓扑优化理论显示,多枝状铝异形结构可极大降低散热热阻,此类结构热阻可低于传统翅片结构的5%,为成倍提升散热效率提供了新途径,但受限于现有加工工艺,目前难以制造符合要求的少孔隙高导热的多枝状复杂异形结构,急需制造此类高效散热结构的新方法以满足系统长期可靠工作的需要。现有散热器传统加工工艺,如铣削加工、电火花加工、金属丝编织等,受刀具形状、切削力、放电电极形状以及模具形状等条件限制,很难成形出复杂三维异形结构。文献“MohiteMMB,GaikwadMV,MohiteMMB,etal.DevelopmentofEDMToolforFabricationofMicrochannelHeatSinkandOptimizationofSingleResponseParameterofEDMbyTaguchiMethod[J].InternationalJournal,2016,2:63-70”中采用电火花加工(EDM)的方式制造出了6061铝合金微通道散热器。首先设计加工了用于散热器的天然叶形放电电极,并研究了电火花加工的工艺参数对材料去除率及表面粗糙度的影响,最终得出了最佳工 ...
【技术保护点】
1.一种金属微滴打印成型低孔隙率多枝状散热结构的方法,其特征在于包括以下步骤:步骤一、打开氩气瓶(1)对手套箱(3)进行清洗及循环,通入氩气清洗时调整氩气压力表(2)示数在0.05‑0.2MPa之间,开启循环时调整氩气压力表(2)示数在0.4‑0.6MPa之间,清洗循环至氧含量检测仪(4)显示的氧浓度在0‑20PPM之间,水含量检测仪(7)显示的水含量在0‑10PPM之间;设定手套箱(3)压力为0‑300Pa,保证手套箱(3)内操作的舒适度;步骤二、采用物理及化学方法相结合的方式去除铝合金材料表面的氧化皮及杂质,采用超声清洗机清洗坩埚(6)、喷嘴(11)及激振杆(5),然后将处理后的铝合金材料装在坩埚(6)内,最后将坩埚(6)与激振杆(5)组装后放入加热炉(8);步骤三、设置温控器(10),将加热炉(8)加热到铝合金材料的液相线以上100~150℃,并保温15~30min,使坩埚(6)内的铝合金材料完全融化,将基板(14)进行预热,保证层与层之间不出现冷隔;步骤四、采用C#程序,结合OpenGL渲染所要成型的枝状散热结构模型,进行打印路径规划并计算每个液滴的坐标位置,按次序生成模型的打 ...
【技术特征摘要】
1.一种金属微滴打印成型低孔隙率多枝状散热结构的方法,其特征在于包括以下步骤:步骤一、打开氩气瓶(1)对手套箱(3)进行清洗及循环,通入氩气清洗时调整氩气压力表(2)示数在0.05-0.2MPa之间,开启循环时调整氩气压力表(2)示数在0.4-0.6MPa之间,清洗循环至氧含量检测仪(4)显示的氧浓度在0-20PPM之间,水含量检测仪(7)显示的水含量在0-10PPM之间;设定手套箱(3)压力为0-300Pa,保证手套箱(3)内操作的舒适度;步骤二、采用物理及化学方法相结合的方式去除铝合金材料表面的氧化皮及杂质,采用超声清洗机清洗坩埚(6)、喷嘴(11)及激振杆(5),然后将处理后的铝合金材料装在坩埚(6)内,最后将坩埚(6)与激振杆(5)组装后放入加热炉(8);步骤三、设置温控器(10),将加...
【专利技术属性】
技术研发人员:齐乐华,崔俊星,罗俊,张代聪,
申请(专利权)人:西北工业大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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