[发明专利]一种嵌入有毛细结构管道的零件制造方法

说明书

本发明公开一种嵌入有毛细结构管道的零件制造方法。通过增材制造，使得零件、管体与毛细结构一体化，有效地提高了零件最大传热量、加快了热传导效率。嵌入式管道的外形尺寸根据散热空间的布置需求进行灵活设计，特别适合电子设备的微型化发展；同时，毛细结构形成的高导热性，能满足高热流密度电子器件的单位面积散热量的要求。本方法还具有制作方法简单快速、投入成本低、耗材少等特点，可广泛用于电子、机械、化学、空间飞船等高热流密度设备的散热与冷却。

技术领域

本发明涉及零部件制造领域。

背景技术

物质传导热量的性能称为导热性，若某些零件在使用中需要大量吸热或散热时，则要用导热性好的材料。然而，在选用零件材料时，导热性往往不能与诸如力学性能等其他性能相兼顾。特别是近年开发的很多新材料(高分子、合金、陶瓷等)，其力学性能相当优异，但是将其制作成零部件时，靠近热源或产生热量的一端不能够迅速地将热量传递给远离热源的一端，导致整个零件温差较大，对零件自身的寿命和整个装置的可靠性带来严重的影响。

现有技术往往是通过布置散热管道等方式来解决零件的散热问题。但这些方法都不能够显著地改善零件自身的热传递性能。

现有技术中，采用传统机械加工方式(通常是切削)对零件进行二次加工。即在零件上制造一些散热结构，以改善零件的散热性能。但传统方式很难处理一些微小的零件，特别是对零件内表面的处理，甚至造成结构的破坏。随着微电子行业的飞速发展，电子器件的热流密度不断提高，传统的制造技术难以提高零件的传热极限，严重限制微电子元件的发展。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种嵌入有毛细结构管道的零件制造方法，拟制造的零件内部分布着至少一条中空管道；所述中空管道的侧壁上具有毛细结构；

制造时，包括以下步骤：

1)绘制拟制造的零件的模型；所述模型中，中空管道至少具有一个出口；

2)将步骤1)得到的模型导入增材制造设备，通过所述增材制造设备制造出所述零件的毛坯；

3)采用超声波清洗的方式来清洗步骤2)得到的毛坯；

4)将所述管道抽真空；

5)向已经抽真空的管道内充入导热介质；

6)将所述管道的出口密封。

进一步，所述毛细结构选自沟槽毛细结构、丝网毛细结构、烧结毛细结构中的至少一种毛细结构。

进一步，所述毛细结构为沟槽毛细结构；管道侧壁上的每一条沟槽从管道的一端向另一端直线延伸或螺旋延伸。

进一步，所述毛细结构为为复合毛细结构；管道的一部分侧壁采用沟槽毛细结构，其余部分采用烧结粉末毛细结构。当然也可以是交叉形式，即一小段采用两种毛细结构复合，另外一小段采用单一毛细结构。他们之间可以单独使用，也可以混合使用，按照散热方案进行设计和布置。

进一步，步骤2)的具体过程是：将零件模型的STL文件载入具有基板的增材制造打印机，所述STL文件具有限定用于在其中蒸汽流动的通道和具有毛细结构的内表面的液体流动通道的所述零件的切片；

将合金粉末层放置在所述增材制造打印机中的所述基板上；

将能量束引导到所述基板上的所述粉末以选择性地将所述粉末熔化成来自所述STL文件的二维切片形状；

将所述基板降低等于一个层的厚度的距离；以及在现有层上增加新的粉末层并将所述粉末熔化成来自所述STL文件的下一个二维切片的形状，以及用额外的粉末层重复直至来自STL文件的所有二维切片都已经用于形成零件的实体部分。