溯源綠激光3D打印純銅質(zhì)量根基，希禾增材撬動新能源汽車散熱市場

隨著新能源汽車的功耗持續(xù)上升，高效散熱已成為汽車設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵工程挑戰(zhàn)，尤其是在系統(tǒng)變得更加緊湊和強(qiáng)大的情況下，汽車生產(chǎn)商也開始尋找新的解決方案。

3D打印技術(shù)參考注意到，希禾增材展示了多件采用綠激光3D打印重新設(shè)計(jì)的電動汽車功率模塊熱管理部件，顯示了「綠激光3D打印+純銅+先進(jìn)設(shè)計(jì)」在汽車散熱領(lǐng)域的應(yīng)用前景。

?? 電車控制模塊TPMS散熱器（一）

其中一款散熱器結(jié)構(gòu)融入了先進(jìn)的TPMS（三周期極小曲面）晶格，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜結(jié)構(gòu)集成、優(yōu)化了冷卻液流動，并實(shí)現(xiàn)了均勻散熱。

該器件使用希禾增材綠激光3D打印設(shè)備XH-M160G打印，材料為純銅，零件尺寸為122.5x66.5x15mm，重量540克。

散熱器件具有不規(guī)則的凹面和凸面復(fù)雜紋理，以及更密集的螺旋和錐形柱，將多類結(jié)構(gòu)集成在一個零件中，自由制造的特性完全超越傳統(tǒng)加工技術(shù)。

在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)師還優(yōu)化了同一空間內(nèi)的流體動力學(xué)，該設(shè)計(jì)顯著提升了散熱效率。先進(jìn)的幾何結(jié)構(gòu)確保溫度分布均勻，降低局部熱疲勞風(fēng)險(xiǎn)。

這種結(jié)構(gòu)優(yōu)化帶來了顯著的換熱效率提升，同時保持了原有的安裝空間。

?? 電車控制模塊TPMS散熱器（二）

另一款散熱器同樣將三周期極小曲面晶格（TPMS）集成到其中，顯著提升了表面積與體積的比值，同時優(yōu)化了流體壓降，該結(jié)構(gòu)幾乎無法采用傳統(tǒng)減材加工技術(shù)制造。

這款高度復(fù)雜的散熱器同樣采用純銅打印，尺寸為 110x55x30mm， 重量350克， 打印時間4小時。

從該產(chǎn)品可以看出，其將冷卻液接頭與散熱部分直接一體成型，避免了傳統(tǒng)加工中的焊接，減少了制造環(huán)節(jié)與漏液風(fēng)險(xiǎn)。

從打印時間可以看出，3D打印能夠快速實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)驗(yàn)證，助力迭代出更加強(qiáng)大的產(chǎn)品。

??從熔融過程闡釋綠激光的優(yōu)勢

激光束與金屬粉末的在相互作用涉及復(fù)雜的物理和化學(xué)變化，如熔化、凝固、蒸發(fā)、燒蝕、氧化和飛濺。這些相互作用會影響最終產(chǎn)品的密度、孔隙度、表面粗糙度和機(jī)械強(qiáng)度。

而影響這些變化的，是金屬對激光的吸收率。與不銹鋼、鈦合金等主流金屬對常規(guī)使用紅外激光的商用3D打印機(jī)來說，銅及其合金對該波段的吸收率極低，導(dǎo)致大部分激光能量被反射。

這就需要高功率激光和較長時間的照射，才能實(shí)現(xiàn)足夠的加熱和熔融，這可能導(dǎo)致較大的熱影響區(qū)以及潛在的熱損傷或變形。該問題通過模擬顯示，多層打印時散熱不足可能導(dǎo)致裂紋等缺陷。

希禾增材采用532nm波長的綠激光代替?zhèn)鹘y(tǒng)的紅外激光，將純銅的吸收率提升了約40%，材料吸收大部分激光能量，從而實(shí)現(xiàn)快速加熱和熔化，激光功率更低，照射時間更短。這使得熱影響區(qū)更小，從而能夠減少熱損傷和變形，從根本上解決了3D打印過程中的熔融缺陷。

散熱行業(yè)的興起使該賽道注意到3D打印技術(shù)，尤其是綠激光這一細(xì)分品類。

對于電動汽車行業(yè)而言，集成化的功能離不開高算力芯片以及其他高功率模塊，這就需要在空間有限的位置實(shí)現(xiàn)更加高效的散熱。

那么傳統(tǒng)的散熱器件制造就只能改設(shè)計(jì)，這就跟傳統(tǒng)加工技術(shù)的制造能力相沖突。3D打印純銅散熱器，因?yàn)椴牧系母邔?dǎo)熱特點(diǎn)、可制造復(fù)雜結(jié)構(gòu)的能力，確實(shí)為制造更加高效、更為緊湊和更加可靠的下一代散熱器帶來了解決方案。

集成微通道、極薄壁鰭片與仿生結(jié)構(gòu)，這些設(shè)計(jì)能夠讓散熱能力倍增；而無焊縫、無接頭的一體化制造特點(diǎn)，從根本上杜絕漏液風(fēng)險(xiǎn)；綠激光的高質(zhì)量制造特點(diǎn)，則從根源上解決了打印質(zhì)量問題。

這種「綠激光3D打印+純銅+先進(jìn)設(shè)計(jì)」的組合方案，正在撬動新能源汽車等多行業(yè)的散熱市場。

注：本文由3D打印技術(shù)參考創(chuàng)作，未經(jīng)聯(lián)系授權(quán)，謝絕轉(zhuǎn)載。

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