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普渡大学学生开发强散热低成本3D打印散热器

位于美国印第安纳州的普渡大学作为理工科老牌名校,在计算机科学、新材料等方面一直有不少令人惊叹的研究成果。在近期由ASME K-16委员会和IEEE组织的“虚拟学生散热器设计挑战赛”中,一组机械工程专业学生设计了一种高效的3D打印散热器,在大赛中获得了排名第一的好成绩。


       普渡大学团队的四名工程学生-Soumya Bandyopadhyay,Julia Meyer,Adeline Naon和Saeel Pai-于1月开始他们的研究。团队在鲨鱼皮的集合形状中汲取到了灵感,设计了鲨鱼皮结构的3D打印散热器。


散热器.jpeg

普渡大学的3D打印散热器早期成品


       由于鲨鱼皮具有独特的表面纹理,数以百万计的细小突起在减少阻力方面发挥了作用,决定了鲨鱼拥有较小的游泳阻力。由于流体力学定律也适用于气体,因此他们在设计时增加了类似牙本质的形状,从而有助于引起空气混合的效果。


      另外,学生们在散热器中设计了类似于F1赛车的涡流发生器,使空气颗粒之间的热传递最大化。并且,为了有效从散热器中排出热空气,散热器还拥有专门的“呼吸器区”,形成类似肺中的气囊,从周围环境中吸收冷空气并通过散热器内部将热空气排出,提高下方电子组件的冷却效果。

散热示意图.gif


散热器风道制冷示意图


       在竞赛活动中,评判3D打印散热器是否成功将会针对散热能力、总制造成本以及生产所需原材料的数量来评判,而增材制造可以帮助人们实现更好的效果与更低成本。从该作品来看,3D打印的散热器性能好于预期,并且成本与减少铝材料使用量方面做得足够优秀,也证明了3D打印技术将会成为推动各类产品进化的关键技术之一。


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