[发明专利]一种基于3D打印的多孔内凹强化传热结构及其制备方法

权利要求书

1.一种基于3D打印的多孔内凹强化传热结构，其特征在于：包括金属基体和多个多孔单元；多孔单元线性紧密排布在金属基体上；多孔单元的侧面为向多孔单元内凹陷的内凹结构，从而相邻多孔单元之间对应内凹结构的部位形成外凸的传热间隙。

2.按照权利要求1所述的一种基于3D打印的多孔内凹强化传热结构，其特征在于：所述多孔单元为固定在金属基体上的倒置的类半球体、类椎体或类台体结构，多孔单元内均布多个孔。

3.按照权利要求1所述的一种基于3D打印的多孔内凹强化传热结构，其特征在于：所述多孔单元为固定在金属基体上的倒置的半球体、椎体或台体结构，多孔单元内均布多个孔。

4.按照权利要求1所述的一种基于3D打印的多孔内凹强化传热结构，其特征在于：所述多孔单元由金属粉体堆叠形成；金属粉体为球状或不规则的枝状结构。

5.按照权利要求1所述的一种基于3D打印的多孔内凹强化传热结构，其特征在于：所述金属基体为板状，厚度为1～3mm；多孔单元的高度为1～3mm。

6.按照权利要求1所述的一种基于3D打印的多孔内凹强化传热结构，其特征在于：所述多孔单元的材质为金属，与金属基体的材质相同，为铜、铜合金、镍、镍合金、铝合金或不锈钢。

7.按照权利要求1所述的一种基于3D打印的多孔内凹强化传热结构，其特征在于：每个多孔单元的形状和大小均相同。

8.按照权利要求1所述的一种基于3D打印的多孔内凹强化传热结构，其特征在于：所述多孔单元的上端面为平面，所有多孔单元的上端面均位于同一平面上。

9.按照权利要求1至8中任一项所述的一种基于3D打印的多孔内凹强化传热结构的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)以金属基体表面为基准面，根据精度要求和金属粉体的大小，在基准面上铺上一层厚度为20～80μm的均匀的金属粉体；

(2)3D打印机使用激光照射铺展好的金属粉体，在设计好的区域用激光熔融成型，形成第一层按阵列线性分布的多孔结构；

(3)在步骤(2)形成第一层多孔结构的基础上，再均匀地铺上一层相同厚度的金属粉体，用激光照射熔融第二层的金属粉体，该层熔融成型的金属粉体面积较第一层面积大一些；以后每一层熔融面积都较下一层面积大一些，且每一层层厚相同；依此类推，层层堆叠成型，直至在金属基体表面形成所有的多孔单元。

10.按照权利要求9所述的一种基于3D打印的多孔内凹强化传热结构的制备方法，其特征在于：所述金属粉体在多孔单元中的排布方式以及熔融成型出的多孔的孔径、形状和排布方式由软件建模形成，再经过3D打印机可控地打印出需要的多孔结构；多孔单元的内凹结构以及多孔单元之间的传热间隙的形状和大小由软件建模控制，再经过3D打印机可控地打印出需要的内凹结构和传热间隙。