纯铜及铜合金由于极好的导电、导热、耐腐蚀性及韧性等特点，被广泛应用于电力、散热、管道、装饰等领域，有的铜合金材料因具有良好的导电、导热性和较高强度，被广泛应用于制造航空、航天发动机燃烧室部件。但是随着应用端对于复杂结构零部件的需求增多，传统加工工艺已逐渐无法满足全部需求。
本期，3D科学谷与谷友一同领略曲径通幽的铜金属3D打印技术-DLP光固化技术，从而洞见这一技术是否开辟小尺寸铜金属零件的大规模、低成本制造时代。
© Holo
低成本、高精度的结合
在计算机、智能手机等电子设备中存在大量的集成电路，高温是集成电路的“敌人”，会导致系统运行不稳，使用寿命缩短，甚至有可能使某些部件烧毁。这些电子设备中的散热器起到了将热量传递出去，调节设备温度的作用。因此散热器对设备长效稳定运行起到了关键的作用。以计算机为例，随着人们对于计算能力要求的提高，对设备散热性能的要求也随之提升，而这对散热器设计优化提出了挑战，其中显著的挑战是在给定体积中将散热表面积和散热性能最大化。
根据3D科学谷的市场研究，增材制造技术，特别是金属3D打印技术在散热器制造中的应用，为散热器设计优化带来了更高自由度，3D打印用于散热器或热交换器的制造满足了产品趋向紧凑型、高效性、模块化、多材料的发展趋势，特别是用于异形、结构一体化、薄壁、薄型翅片、微通道、十分复杂的形状、点阵结构等加工，3D打印具有传统制造技术不具备的优势。
根据3D科学谷的了解，来自美国的Holo公司实现了DLP技术3D打印铜散热器零件，并且希望每年制造数百万个零件。
Holo采用的浆料数字光处理（DLP）技术，通过为散热器生产具有成本效益的，拓扑优化的零件，该公司希望在处理器，逆变器和电力电子设备中获得真正的吸引力。当然，通过散热器的应用，Holo希望扩展到散热器在其中发挥重要作用的许多其他领域。
曲径通幽的解决方案
铜金属粉末具有高的反射率使其在激光环境下的加工充满挑战，而DLP技术打印铜散热器听起来是一个曲径通幽的解决方案，根据3D科学谷的市场观察，相比其他工艺来说，DLP设备价格低廉，且实现的打印精度高，这使得这种脑洞大开的解决方案具有一定的现实可行性。
再结合拓扑优化等建模技术，使得散热器零件的几何形状获得了优化，以制成最佳性能的散热片。Holo希望凭借DLP技术制造的铜散热器零件超越其他技术。
目前，Holo拥有“完全致密，高导电性的铜零件”。与许多公司一样，Holo最初是在高端应用程序中开始的，但也希望这些零件可以在笔记本电脑和手机内部的处理器上使用。3D科学谷了解到Holo还考虑了特殊的应用，例如用于液体冷却半导体的优化结构、随形冷却解决方案、数据中心以及空气和液体冷却设备中的LGA插座等应用。
Holo还在研究医疗器械应用的可行性，不仅仅尝试铜合金，还尝试广受欢迎的316L钢，17-4钢，复合材料和陶瓷。3D科学谷了解到目前，Holo拥有一条试验生产线，每月可生产20,000个纯铜小零件，他们希望不久就能扩大规模。他们看到了批量生产以及独特零件方面的机会。
根据3D科学谷的深入了解，就功能大小，小型结构和内部拓扑而言，Holo目前的确可以做其他技术无法做的事情。而就如何超越传统的散热片设计来说，Holo散热片使用鳍片或散热片来散热。
当热量流过散热片时，Holo可以设计结构来增强或扰动流动，影响对流系数，甚至为给定应用定制零件密度以满足散热器性能要求。通过优化零件的表面积，3D打印-增材制造变得有价值，而Holo的解决方案变得特别有价值，因为这种浆料工艺不需要后期脱粉处理，这意味着可以通过优化的流路实现精细的内部通道。
更多信息，请参考3D科学谷发布的《铜金属3D打印技术白皮书》，《上篇-《3D打印与换热器及散热器应用》《3D打印与换热器及散热器应用》
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l 文章来源：3D科学谷市场研究团队
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