换热器与散热器对设备可以长效稳定运行起到了关键的作用，3D打印用于换热器和散热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。
在热交换器和散热器的3D打印领域，国际和国内企业都颇为积极，3D科学谷判断，这些前沿性的研究将推动下一代热交换器和散热器的出现，尤其是在消费电子、航空航天和汽车应用领域。
汽车及交通领域冷却能源系统开发领域的知名企业PWR公司与中国3D打印企业易加三维正式建立了深度合作关系，双方基于面向增材制造的设计以及易加三维增材制造技术，共同开发下一代铝合金3D打印热交换产品。
3D打印铝合金散热器样件©易加三维
设计、制造、材料的全面合作
金属增材制造技术在散热、冷却产品上的应用价值近几年开始受到关注，增材制造热交换器/散热器，具有密封性更好、更加轻量化、散热效率提升等方面的优势，可以在不增加体积的情况下尽可能增加散热器的表面积，或者在改善散热效果的同时缩减散热器的尺寸。
基于技术的可行性和应用端客户的迫切需求这样双重因素的推动，PWR公司先后与多家行业内的金属增材公司有过接触，开始尝试用金属增材制造的方式生产铝合金散热器。
PWR公司是汽车与交通领域冷却能源系统开发的世界知名企业，在欧洲和美国设有分公司，并于2015年在澳大利亚本土上市（股票代码代码PWH）。公司专业提供冷却系统设计、制造和测试服务，为F1、NASCAR、V8超级汽车、德国Tourenwagen大师赛和世界拉力锦标赛等车队或品牌汽车提供散热器、冷凝器等设计制造。PWR在高性能冷却方面被公认为世界领先。
3D打印铝合金散热器样件效果图©易加三维
PWR与易加三维于2019年开始建立联系，并提供了散热器的设计，要求做金属3D打印散热器的测试。测试件是一种方形散热器，PWR 通过检测壁厚、表面光洁度、散热性能等数据，来测试多家金属增材制造设备的性能，从而决定购买哪个品牌的3D打印机。
基于易加三维在金属增材制造领域的技术积累和工艺经验，易加三维快速完成了测试件的打印和寄送工作。仅10天，PWR公司就收到了首批打样的测试件。
挑战与解决方案
PWR 设计的3D打印铝合金散热器外部结构与内部结构具有不同的壁厚，零件内部的散热片壁厚较薄，在进行打印时内部散热片易产生变形弯曲现象。
制造散热器的EP-M250 Pro双激光金属3D打印机，配备自主开发的工艺参数软件-EPHatch，易加三维通过该软件优化打印参数，对内部薄壁部分采用不同的优化打印参数，并针对内部散热片变形弯曲现象，优化改变打印策略和协调优化打印参数。此外，易加三维通过优化散热器下表面打印参数，在无需添加支撑结构的条件下获得高质量的下表面。
建立合作
PWR公司对每个样件都进行了严格检测。结果显示，易加三维的测试件性能完全符合他们的交付标准，并且各个样件的性能均衡一致。在此基础上，PWR 积极促成了双方的进一步合作，设备采购也由此提上了日程。双方很快签订了合作协议。同年6月，一台易加三维的EP-M250 Pro双激光金属3D打印机顺利抵达PWR公司的澳大利亚总部；同年7月，该设备成功装机后投入使用。
增材制造技术在热交换/散热产品上的应用可以达到怎样的深度和广度，其真正考验不仅仅在于设计端与制造端的紧密沟通与协作，而且在于增材制造设备的工艺质量是否能够达到一致可控。
对此，PWR和易加三维双方都表达了积极的信心，并将在以下几个方面展开合作：
- 实施面向增材制造的智能设计工作流程，通过拓扑优化、仿真分析等数字化设计手段，全面发挥增材制造技术优势；
- 基于汽车冷却系统研制的成果经验，积极探索航空航天、消费电子等领域的散热、冷却产品的开发；
- 不断测试并研制更加适合热交换产品增材制造的金属材料，使产品性能更上台阶。
白皮书下载，加入3D科学谷QQ群：106477771
网站投稿请发送至2509957133@qq.com
欢迎转载，转载请注明来源3D科学谷，并链接到3D科学谷网站原文。
