Како осигурати топлотну проводљивост металних штампарских материјала?

一, материјални систем: Горња граница топлотне проводљивости утврђује се унутрашњим квалитетима
Атомска структура и електронска својства металних материјала одређују њихову топлотну проводљивост. Сребро (АГ) и бакар (ЦУ) су двају већим термички проводљивим чистим металима, док је алуминијум (Ал) стекао популарност у ваздухопловној сектору због своје лаганствене природе. Легирање се појавило као пресудна стратегија за побољшање укупног учинка, јер је изазов за један метал да задовољи захтеве замршених оперативних околности.
1. легуре на бази бакра: упадајући на равнотежу између снаге и добре проводљивости топлоте
Додавање ЦР2НБ Лавес Фаза Арматуре на НАСА - развијену Гркопу - 42 (ЦУ-4ЦР-2НБ) и ГРЦОП-84 (ЦУ-84 (ЦУ-84 (ЦУ-84) легуре бакра повећавају њихову затеглу чврстоћу на више од 400МПА, а истовремено очување њихове чисте топлотне проводљивости чистог бакра. У поређењу са конвенционалним легурама бакра, експериментални подаци указују на то да је ГРЦОП-42 произведен коришћењем ласерског кревета за топљење (Л-ПБФ), повећава се 15% повећања термичке проводљивости и може да одржи стабилну топлотну проводљивост на температурама између 500 и 800 степени. Главне предности овог материјала, који је интензивно искоришћено у регенеративно хлађење ракетних мотора, су:
Контрола микроструктуре: Л- Висока расхладна стопа расхладних средстава Л- ПБФ-а (10 ⁴ -10 ⁶ к / с) смањује расипање електрона прерађивања величине ЦР2НБ фазе на ниво наноскале;
Јединственост састава: Спречавањем топлотних проводљивости које су донеле локална сегрегација, технологија прашкастих гаса у праху гарантује уједначену дистрибуцију ЦР и НБ елемената у бакарним матрицама.
2.Аллоис заснован на алуминијуму: комбинација топлотне проводљивости и лагане тежине
Најчешће коришћена алуминијумска легура у 3Д штампању је Алси10мг, која има топлотну проводљивост отприлике 120В / (м · к). Предност густине од 2,7 г / цм³ чини га савршеним материјалом за нове радијаторе батерија енергетског возила и сателитским термичким управљачким системима. Следеће стратегије се могу користити за максимизирање термичке проводљивости компоненти АЛСИ10МГ произведене коришћењем селективног процеса ласера ​​(СЛМ):
Контрола величине честица праха: Коришћење финог праха од 15-45 ум може повећати топлотну проводљивост за 10%, смањујући порозност и побољшати флуидност базена на бази;
Поступак топлотне обраде: фаза наноскале СИ може се исталожити Т6 чврстим раствором плус третман старења, побољшање тврдоће и стабилизацију топлотне проводљивости у опсегу 115-125В / (м · к).
2, параметри процеса: контрола топлотне проводљивости микроструктуром
Поред самог материјала, дубина параметара процеса такође утиче на топлотну проводљивост металног 3Д штампања. Променом облика базена топљења, расхладних стопа и преостале дистрибуције стреса, варијабле попут ласерске енергије, брзине скенирања и дебљине слоја, на пример, директно утичу на топлотну проводљивост компоненте у л - ПБФ процесу.
1. Оптимизација ласерских параметара: Стабилност базена толта и пут топлотне проводљивости су уравнотежени.
Наса научници открили су приликом штампања ГРЦОП-42 бакра легуре које:
Снага ласера: Ширина растопљеног базена расте за 20% када се снага подигне од 200 В до 300В. С друге стране, ако се примењује превише енергије, бакрени елементи могу испаравати, стварајући микропоре и снижавање топлотне проводљивости за 8%;
Scanning speed: increasing the speed from 800 mm/s to 1200 mm/s results in a 15% increase in interlayer bonding strength, a refinement of the Cr2Nb phase size to less than 50 nm, and a 12% increase in thermal conductivity. The cooling rate also increases from 10 ⁵ K/s to 10 ⁶ K/s. A 20% reduction in equivalent thermal conductivity can occur from overly thick layer thicknesses (>100 μ м), што може ометати топлотни пролаз између слојева.
2 Мултиматеријално штампање: тачно управљање топлотном проводљивошћу на интеракцији
Једно од главних уских грла приликом штампања челичних бакрених двоструких компоненти је топлотна проводљивост на интерфејсу. Студије откривају да:
Дизајн параметара интерфејса: Термичка дифузивност на челику - бакарнијем интерфејсу може се повећати за 50% променом густине ласерске енергије од 50Ј / мМ³ до 80ј / мм³. Старење термичке обраде: третман старења на 520 степени током једног сата може уклонити преостали стрес на интерфејсу и даље повећати топлотну дифузност за 30%, што га приближава 80% чистог бакрене материјале.
3, структурни дизајн: Оптимизација топологије ослобађа потенцијал за топлотну проводљивост
Главна корист од 3Д штампања је његова способност стварања замршених конструкција које је немогуће произвести користећи уобичајене методе. Ефикасност компоненте Топлотне проводљивости може се увелико повећати коришћењем метода оптимизације биомиметичких дизајна и топологије.
1. Конструкција биомиметичке решетке: Повећање ефикасности дисипације топлоте и специфична површина површине
Подручје дисипације топлоте ЛЕД топлота може се повећати за 300% запошљавањем октаедарске структуре решетке, а топлотни отпор може се смањити за 40% оптимизирањем пречника штапа са решетком (од 0,5 мм до 0,3 мм. Према експерименталним подацима, алси10мг - штампани топлина топлота решетке може утростручити животног века на снази од 10 В и спустите температуру спојеве од 120 степени до 85 степени.
2 Рандом Цханнел Цханнел: Достизање усмерене проводљивости топлоте
Пречника кормалног воденог хлађења од 0,8 мм може се осмислити помоћу 3Д технологије штампања у производњи убризгавања, побољшавајући уједначеност температуре калупа за 50% и смањење времена хлађења за 40%. Користећи калуп за аутомобилски браник као пример, време циклуса може се смањити од 60 секунди до 35 секунди, а трошкови производње по комаду могу се смањити за 0,8 јуан оптимизирањем аранжмана за хлађење канала.
4, пост - обрада: уклоните недостатке и ослобађајте потенцијалну топлотну проводљивост
Топлотно проводљивост 3Д штампаних компоненти у великој мери под утицајем њихова унутрашња порозност и храпавост површине. Коришћење бакрене легуре ГРЦОП-42 као илустрација:
Лечење са врућим изостатским пресовањем (куком): Порозност се може смањити са 0,5% на 0,02%, а топлотна проводљивост је порасла за 8% након два сата лечења на 120 МПА и 500 степени. Хемијско полирање: Површина храпавост смањена је са РА10 μм у РА0.8 μм и контакт топлотни отпор смањен је за 60% након полирања са азотном киселином хидрофлуоричном киселином.