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隨著新能源汽車的功耗持續上升，高效散熱已成為汽車設計中的關鍵工程挑戰，尤其是在系統變得更加緊湊和強大的情況下，汽車生產商也開始尋找新的解決方案。
3D打印技術參考注意到，希禾增材展示了多件采用綠激光3D打印重新設計的電動汽車功率模塊熱管理部件，顯示了「綠激光3D打印+純銅+先進設計」在汽車散熱領域的應用前景。
?? 電車控制模塊TPMS散熱器（一）
其中一款散熱器結構融入了先進的TPMS（三周期極小曲面）晶格，實現了復雜結構集成、優化了冷卻液流動，并實現了均勻散熱。
該器件使用希禾增材綠激光3D打印設備XH-M160G打印，材料為純銅，零件尺寸為122.5x66.5x15mm，重量540克。
散熱器件具有不規則的凹面和凸面復雜紋理，以及更密集的螺旋和錐形柱，將多類結構集成在一個零件中，自由制造的特性完全超越傳統加工技術。
在此基礎上，設計師還優化了同一空間內的流體動力學，該設計顯著提升了散熱效率。先進的幾何結構確保溫度分布均勻，降低局部熱疲勞風險。
這種結構優化帶來了顯著的換熱效率提升，同時保持了原有的安裝空間。
?? 電車控制模塊TPMS散熱器（二）
另一款散熱器同樣將三周期極小曲面晶格（TPMS）集成到其中，顯著提升了表面積與體積的比值，同時優化了流體壓降，該結構幾乎無法采用傳統減材加工技術制造。
這款高度復雜的散熱器同樣采用純銅打印，尺寸為 110x55x30mm， 重量350克， 打印時間4小時。
從該產品可以看出，其將冷卻液接頭與散熱部分直接一體成型，避免了傳統加工中的焊接，減少了制造環節與漏液風險。
從打印時間可以看出，3D打印能夠快速實現設計驗證，助力迭代出更加強大的產品。
??從熔融過程闡釋綠激光的優勢
激光束與金屬粉末的在相互作用涉及復雜的物理和化學變化，如熔化、凝固、蒸發、燒蝕、氧化和飛濺。這些相互作用會影響最終產品的密度、孔隙度、表面粗糙度和機械強度。
而影響這些變化的，是金屬對激光的吸收率。與不銹鋼、鈦合金等主流金屬對常規使用紅外激光的商用3D打印機來說，銅及其合金對該波段的吸收率極低，導致大部分激光能量被反射。
這就需要高功率激光和較長時間的照射，才能實現足夠的加熱和熔融，這可能導致較大的熱影響區以及潛在的熱損傷或變形。該問題通過模擬顯示，多層打印時散熱不足可能導致裂紋等缺陷。
希禾增材采用532nm波長的綠激光代替傳統的紅外激光，將純銅的吸收率提升了約40%，材料吸收大部分激光能量，從而實現快速加熱和熔化，激光功率更低，照射時間更短。這使得熱影響區更小，從而能夠減少熱損傷和變形，從根本上解決了3D打印過程中的熔融缺陷。
散熱行業的興起使該賽道注意到3D打印技術，尤其是綠激光這一細分品類。
對于電動汽車行業而言，集成化的功能離不開高算力芯片以及其他高功率模塊，這就需要在空間有限的位置實現更加高效的散熱。
那么傳統的散熱器件制造就只能改設計，這就跟傳統加工技術的制造能力相沖突。3D打印純銅散熱器，因為材料的高導熱特點、可制造復雜結構的能力，確實為制造更加高效、更為緊湊和更加可靠的下一代散熱器帶來了解決方案。
集成微通道、極薄壁鰭片與仿生結構，這些設計能夠讓散熱能力倍增；而無焊縫、無接頭的一體化制造特點，從根本上杜絕漏液風險；綠激光的高質量制造特點，則從根源上解決了打印質量問題。
這種「綠激光3D打印+純銅+先進設計」的組合方案，正在撬動新能源汽車等多行業的散熱市場。
注：本文由3D打印技術參考創作，未經聯系授權，謝絕轉載。
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