【中國智能制造網 新品速遞】電子散熱器例如大功率開關管或三極管的散熱片，通常是針對大功率電子元器件散熱的散熱片，沒有外加電源的情況下自然冷卻，大多數都是鋁合金材料，根據元器件大小制造成需要的尺寸。通常這些散熱器由鑄造、銑削、鉆孔等傳統加工工藝完成，傳統加工方式加工的散熱器很少設計復雜的多片結構，因為這將增加破損或泄漏的可能性。　　
　　橡樹嶺國家實驗室和田納西大學的研究人員已經發現，通過采用一個簡單的退火過程，并使用建模設計算法，制造商可以通過3D打印散熱片以替代傳統制造的散熱器。
　　
　　本期，小編與你通過美國橡樹嶺國家實驗室和田納西大學的研究來一起感受后處理對3D打印的產品性能提升。
　　
　　微觀的事情熱處理來解決
　　
　　對于電力電子行業，散熱片對電器的性能特別重要，因為電力電子設備的功率增加以及更高的開關頻率，更好的熱性能散熱片可以保證電子設備的穩定性能表現。
　　
　　而對于電力電子制造商，3D打印增材制造方式似乎帶來了有吸引力的散熱片制造解決方案：通過3D打印機，制造商能夠設計和創建比傳統鍛造和銑削更復雜的內部結構。此外，這些3D打印的散熱片可以很容易地被打印為一個單一的零件，減少了后期組裝的需求，也減少了泄漏的可能性。
　　
　　然而，雖然這些3D打印的散熱片可以蘊含更優越的內部結構，但一直存在一個細微的問題難以解決：金屬3D打印的合金組織成分與傳統方式制造的合金組織成分是不一樣的，正是這些細微的差異，3D打印的散熱片可能導致不利的熱效應。
　　
　　田納西大學的TongWu與美國橡樹嶺國家實驗室的科學家們近專注于3D打印鋁（A1_AM）散熱器性能與傳統制造鋁散熱器（A1_6061）性能的比較研究，并發表了研究論文，“ThermalResponseofAdditiveManufacturedAluminum（增材制造的鋁熱反應）”，還通過3D-PEIM電力電子研討會上分享了他們的研究結果。
　　
　　從一開始，TongWu和他的團隊所選擇的3D打印合金成分由10%的硅和0.5%的鎂組成，而傳統的鋁合金中含有小于1%的硅和1.5%的鎂。　　雖然兩種工藝制造的散熱器在高溫下的熱性能是相似的，但在低溫下，3D打印的散熱器表現較差，在較低的溫度下（70°C），由于兩種合金之間的微觀結構的差異導致了10%的性能差異。這使得3D打印的合金整體性能不如傳統工藝制造的合金。
　　
　　然而，這個結果并不意味著實驗的結束。TongWu的團隊希望通過采用一個簡單的退火工藝，使得3D打印的合金上升到與傳統工藝制造的散熱器類似的性能水平。　　退火的過程包括在高溫下加熱3D打印的散熱器，然后讓它慢慢冷卻。用來去除材料的內部應力，使其更硬，更不易碎。3D科學谷了解到經過反復的測試，研究人員發現雖然退火的3D打印合金在100°C產生的熱性能的差異可以忽略不計，但在300°C退火產生了明顯的差異，所以，事實上，經過高溫退火的3D打印散熱器的性能變得相當于傳統方法制造的散熱器性能。