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普渡大學學生開發強散熱低成本3D打印散熱器

位于美國印第安納州的普渡大學作為理工科老牌名校,在計算機科學、新材料等方面一直有不少令人驚嘆的研究成果。在近期由ASME K-16委員會和IEEE組織的“虛擬學生散熱器設計挑戰賽”中,一組機械工程專業學生設計了一種高效的3D打印散熱器,在大賽中獲得了排名第一的好成績。


       普渡大學團隊的四名工程學生-Soumya Bandyopadhyay,Julia Meyer,Adeline Naon和Saeel Pai-于1月開始他們的研究。團隊在鯊魚皮的集合形狀中汲取到了靈感,設計了鯊魚皮結構的3D打印散熱器。


散熱器.jpeg

普渡大學的3D打印散熱器早期成品


       由于鯊魚皮具有獨特的表面紋理,數以百萬計的細小突起在減少阻力方面發揮了作用,決定了鯊魚擁有較小的游泳阻力。由于流體力學定律也適用于氣體,因此他們在設計時增加了類似牙本質的形狀,從而有助于引起空氣混合的效果。


      另外,學生們在散熱器中設計了類似于F1賽車的渦流發生器,使空氣顆粒之間的熱傳遞最大化。并且,為了有效從散熱器中排出熱空氣,散熱器還擁有專門的“呼吸器區”,形成類似肺中的氣囊,從周圍環境中吸收冷空氣并通過散熱器內部將熱空氣排出,提高下方電子組件的冷卻效果。

散熱示意圖.gif


散熱器風道制冷示意圖


       在競賽活動中,評判3D打印散熱器是否成功將會針對散熱能力、總制造成本以及生產所需原材料的數量來評判,而增材制造可以幫助人們實現更好的效果與更低成本。從該作品來看,3D打印的散熱器性能好于預期,并且成本與減少鋁材料使用量方面做得足夠優秀,也證明了3D打印技術將會成為推動各類產品進化的關鍵技術之一。


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