3D-Druck-Mikrokanal-Kühler, ein gerippter Mikrokanal-Shuttle-Kühler, der die Probleme der geringen Wärmeableitungseffizienz, der schlechten Abdichtung und der Zuverlässigkeit in der Vergangenheit löst. Die auf 3D-Batchdruck basierende Mikrokanal-Kühlplatte, der Kühler und das Gerät sind so konzipiert, dass sie auf die Wärmeableitungsanforderungen einer großen Auswahl an Wärmequellen und eine ungleichmäßige Verteilung von Wärmequellen angewendet werden können. Es wurde auch ein Pyramiden-Mikrofachwerk-Sandwichplattenheizkörper mit Strömungskanälen entwickelt, der die Wärmeableitungseffizienz des Heizkörpers sowie die Tragfähigkeit, Defektbeständigkeit und Schlagschutzfähigkeit verbessert.
Anwendungen der Bionik
Um die Anforderungen an die Wärmeableitung gemeinsamer Wärmequellen und verteilter Wärmequellen zu erfüllen, hat die University of Electronic Science and Technology of China vier Arten von Kanalstrukturen vorgeschlagen, sodass verschiedene Kanalstrukturen in Kombination gemäß unterschiedlichen Wärmeableitungsanforderungen verwendet werden können . Die Kanalstruktur der Mikrokanalanordnung auf dem Plattenkörper nimmt eines oder mehrere des Wellenwand-Strömungskanalmodells, des Fraktalmodells, des nadelgestanzten Modells und des wabenförmigen Modells an.
Das Wellenwand-Strömungskanalmodell umfasst mehrere Gruppen von Wellenwandplatten mit wellenförmigen Querschnitten. Mehrere Gruppen von Wellenwandplatten sind gleichmäßig entlang der Längs- oder Breitenrichtung der Mikrokanalkomponenten verteilt, und zwischen benachbarten zwei Gruppen von Wellenwandplatten, den Wellenwandplatten, wird ein Wärmeaustauschkanal zwischen der Innenwand des Modells gebildet ;
Das Fraktalmodell umfasst mehrere Gruppen von Stümpfen, die gleichmäßig in einer Anordnung verteilt sind, und Wärmeaustauschkanäle werden zwischen den benachbarten zwei Gruppen von Stümpfen und zwischen den Stümpfen und der Innenwand des Modells gebildet;
Das akupunkturförmige Modell enthält mehrere Gruppen großer Nadeln, die gleichmäßig entlang der Länge oder Breite der Mikrokanalanordnung verteilt sind, wobei mittelgroße Nadeln zwischen den Abschnitten mit kleinem Durchmesser der benachbarten zwei Gruppen großer Nadeln und dem Abschnitt mit kleinem Durchmesser angeordnet sind mittlere Nadel und der Abschnitt mit kleinem Durchmesser der großen Nadel angeordnet ist. Kleine Nadeln sind zwischen den zwei benachbarten Nadeln angeordnet, und Wärmeaustauschkanäle sind zwischen den zwei benachbarten Nadeln, zwischen der großen Nadel und der mittleren Nadel, zwischen der mittleren Nadel und der kleinen Nadel und zwischen der großen Nadel und der mittleren Nadel gebildet die kleine Nadel und die Innenwand des Modells;
Das Wabenmodell umfasst mehrere Gruppen von hexagonalen Prismen mit regelmäßigen hexagonalen Querschnitten, und die mehreren Gruppen von hexagonalen Prismen sind gleichmäßig in der Innenwand des Modells in einer Anordnung verteilt, und ein Austausch wird zwischen zwei benachbarten hexagonalen Prismen zwischen den Sechsecken gebildet Prismen und die Innenwand des Modells. heißer Gang.
Auf der Rückseite des Plattenkörpers kann durch 3D-Druck ein Perfusionsloch geöffnet werden, und die Wärmeableitungseffizienz des Kühlers kann verbessert werden, indem ein Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit in das Perfusionsloch perfundiert wird. Unterschiedliche Kanalstrukturen können auch in Kombination gemäß unterschiedlichen Wärmeableitungsanforderungen verwendet werden, beispielsweise eines oder mehrere von einem Wellenwand-Strömungskanalmodell, einem Fraktalmodell, einem Nadelstanzmodell und einem wabenförmigen Modell.
AAnwendung der Architektur
Der Designer wendet architektonisches Wissen auf das Anwendungsfeld des 3D-Drucks von Mikrokanälen an.
Mit der rasanten Entwicklung der Luft- und Raumfahrttechnologie haben die einzigartige mechanische Umgebung und die Leistungsanforderungen von Flugzeugen neue Anforderungen an das Material- und Strukturdesign gestellt: leichte und multifunktionale Integration der Struktur. Das traditionelle Konstruktionsschema betrachtet normalerweise das Struktursystem und das Funktionssystem getrennt, d. h. einige Materialien werden verwendet, um die Anforderungen an mechanische Eigenschaften wie Festigkeit und Steifigkeit der Struktur zu erfüllen, und der andere Teil der Materialien wird verwendet, um sie zu erfüllen die Anforderungen an Wärmedämmung, Schwingungsisolierung oder elektronische Abschirmung. Dies erzeugt eine große Menge an struktureller Unterstützung wie Chassis, Kabel, Gehäuse usw. in Bezug auf die elektronische Ausrüstung oder parasitäre Masse in Bezug auf den Steckverbinder, was den Gesamtgewichtsfaktor des Flugzeugdesigns erheblich verbessert. Wer Gewicht und Volumen dieses Teils reduzieren möchte, muss auf die multifunktionale integrierte Bauweise der tragenden Komponenten setzen.
Die von den Forschern eingesetzte Mikrofachwerk-Elementarzelle entsteht durch die Verbindung der Spitzen zweier pyramidenförmiger Gitterzellen. Die pyramidenförmige Gitterzelle ist ein pyramidenförmiges Gebilde aus vier Stäben mit kreisförmigem Querschnitt. Die Mikrofachwerk-Einheitszellen sind durch die Stäbe verbunden.
Die Forscher des Instituts haben eine Pyramiden-Mikrofachwerk-Sandwich-Paneel-Struktur mit Strömungskanälen entwickelt, die Tragfähigkeit und Wärmeschutz integriert. Die Belastbarkeit, Defektfestigkeit und Stoßfestigkeit des Kühlers werden verbessert. Der Strömungskanal ist nahe der Wärmequelle angeordnet, um die Wärmeableitungswirkung weiter zu verbessern. Durch Einstellen der Strömungsrate des Kühlmittels kann die Temperatur der unteren Platte innerhalb eines geeigneten Bereichs wirksam gesteuert werden, was der Steuerung der Abdichtung und der Verringerung der Fluidmenge zur Verringerung des Gesamtgewichts der Struktur förderlicher ist. Koeffizienten, die für eine optimale Leistung angepasst werden können, indem jeder Abschnitt dimensioniert wird.