[发明专利]一种3D打印多孔毛细芯超薄平板热管及打印方法

说明书

本发明公开了属于快速成型技术和强化传热技术领域的一种3D打印多孔毛细芯超薄平板热管及打印方法，包括对平板热管的腔体、内部多孔毛细芯进行了分步加工，该方法主要利用3D打印技术加工平板热管的上端面、下端面、左端面、右端面和内部多孔毛细芯结构，得到的平板热管可按需求进行长度方向的截取，截取后可采用3D打印或热压法进行密封，在制备过程中可以避免对内部多孔毛细芯的破坏，有效保证平板热管的传热性能。还可按需求打印各种截面形状的多孔毛细芯，在平板热管的设计上具有较高的灵活性。本发明对超薄平板热管进行无缝加工，能得到厚度仅为0.4mm的高性能多孔毛细芯超薄平板热管。本发明能有效解决超薄厚度下的快速散热问题。

技术领域

本发明属于快速成型技术和强化传热技术领域，特别涉及一种3D打印多孔毛细芯超薄平板热管及打印方法。

背景技术

随着芯片运行速度的不断提高，其发热量也越来越大，大部分电子元件的最高耐温范围在70-80℃间，超过这一范围就可能会因过热而失效。超薄热管因体积薄、传热高效，成为了电子设备中不可或缺的散热装置。而电子设备日趋轻薄化、高集成化，其热负荷会不断增大，这就要求热管的厚度更薄、换热效率更高。

传统的超薄热管采用机械加工制得，因需留存内部空间进行蒸汽和液体循环流动，热管两侧会采用焊接方式形成空腔，若完全采用焊接法对热管进行密封，形成的焊缝会令热管厚度增加，这样得到的热管厚度大多超过1mm。若完全采用热压法对热管四周进行密封，又极易破坏内部的多孔毛细芯与其它结构，从而对热管的传热性能产生影响。目前传统的超薄热管大多采用圆形热管压扁的方式制成，对内部多孔毛细芯的破坏程度较大，本发明采用了3D打印(增材制造成型)技术对超薄热管进行无缝加工，既能避免因机加工和封装对内部多孔毛细芯造成的破坏，又能减薄平板热管厚度，使工质在多孔毛细芯内进行蒸发吸热，在冷凝端进行凝结放热，有效保证了工质在多孔毛细芯超薄平板热管内相变换热的高效性。此外，通过采用3D打印增材制造技术构造平板热管，不仅能节省耗材、缩短制造周期，还可采用多元化材料，个性化程度高，便于操作。在于解决多孔毛细芯超薄平板热管厚度缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种3D打印多孔毛细芯超薄平板热管及打印方法，其特征在于，包括采用3D打印技术分步加工得到平板热管腔体和多孔毛细芯；

所述平板热管腔体包括上端面、下端面、左端面、右端面、前端面和后端面，其中，作为打印基底面的下端面既可以通过3D打印得到，又可使用相同金属薄片代替，左端面、右端面和上端面通过3D打印得到，前端面和后端面既可采用3D打印得到，也可通过热压机对上端面和下端面进行封口形成；

所述多孔毛细芯为3D打印金属粉末与造孔剂混合物后得到的多孔结构。

所述3D打印平板热管腔体部分通过易熔融金属粉末得到；所述易熔融金属粉末选用铜粉或铝粉，或二者混合粉，或者其合金粉。

所述金属粉末粒径不同，所述不同粒径金属粉末的加工温度不同，所述不同粒径金属粉末的加工区域不同，则构造出的各结构致密度和孔隙率不同；多孔毛细芯在平板热管内部间隔布置，贯穿平板热管内部空间的前端面和后端面。

所述多孔毛细芯通过直接3D打印金属粉末得到，或通过添加金属支架后，在支架上进行3D打印得到；并且多孔毛细芯截面形状不限，

所述的平板热管左端面和右端面形状不限，可垂直、倾斜或弯曲。

所述平板热管按需求进行长度方向的截取，截取后的平板热管前端面和后端面可采用焊接法或热压法进行密封。

所述多孔毛细芯呈沟槽状，沟槽内注入液态工质，沟槽作为液态工质在平板热管内的蒸汽流通通道；沟槽底层用于提供蒸发端汽化核心产生场所，在超薄厚度环境下，液态工质在多孔毛细芯内进行蒸发吸热形成蒸汽，蒸汽流经温度较低的冷凝端放热重新凝结为液态，液态工质在受毛细作用下又会被吸入多孔毛细芯内部，回流至蒸发端再次进行蒸发吸热；