[发明专利]一种基于薄片叠层连接的随形流道散热器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于薄片叠层连接的随形流道散热器及其制备方法；在三维模型设计软件中进行流道散热器零件模型的设计和建立，并导入切片软件对所要制备的零件模型按指定厚度切割分层，生成激光加工所需代码文件并导入激光切割系统切割成金属薄片，然后将各金属薄片按照随形流道顺序依次层层叠加堆积夹紧后进行含中间层的真空压力热扩散焊接；利用薄片的叠层连接工艺直接制造具有复杂内腔的复杂流道散热器，其制造成型后零件整体变形量小，内腔连续性优异，产品性能一致性好，同时省去了长周期、高成本的开模过程，利于流道散热器的进一步优化设计，实现流道精密贴合复杂曲面零件的表面，进而提高成型精度及其散热性能。

技术领域

本发明涉及复杂随形流道散热器制造，尤其涉及一种基于薄片叠层连接的随形流道散热器及其制备方法。

背景技术

含中间层的扩散焊接是指在待焊接界面之间加工中间层材料，将待焊接工件紧压在一起，置于真空或保护气氛中，在一定的温度和压力作用一定的时间后，工件接触面原子相互间充分扩散以实现可靠连接的一种固态连接方法。

传统的流道散热器需要制作多个模具，在各个模具中进行钻孔，通过各个部分的焊接连接制造简单流道散热器，这种流道散热器一般只具有直线型或直线交叉型流道，无法制造具有螺旋形或具有更加复杂曲面腔的流道，导致散热器散热性能一般，可供使用的途径也极少，同时，二次加工也易导致模具的使用寿命大大缩短，精度也大大折扣，所制造的简单流道散热器无法满足实际制造需要，因此，高效复杂的流道散热器在很长一段时间内一直只是停留在理论阶段。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种基于薄片叠层连接的随形流道散热器及其制备方法，以实现复杂流道散热器的快速成型，省去长周期，高成本的制造过程，本发明制备工艺能够使流道内腔能够具有良好的成型精度，以及提高与复杂曲面零件的叠合程度。

本发明通过下述技术方案实现：

一种基于薄片叠层连接的随形流道散热器的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：在三维模型设计软件中进行流道散热器零件模型的设计和建立，将其保存为STL文件，并导入计算机切片软件，利用计算机切片软件对所要制备的零件模型按指定厚度切割分层，得到每一CAD模型所需的表层二维图形轮廓，通过计算机提取各层的横截面轮廓信息，生成激光加工所需代码文件；

步骤二：将步骤一提取的代码文件导入激光切割系统，激光切割系统自动生成加工路径，计算机控制激光切割头的运动路径，将厚度在0.05-0.1mm的金属薄片快速切割形成多片同CAD模型横截面形状相一致的薄层结构，同时用机械的方法将所得金属薄片的待焊接表面进行去除表层氧化物，使待焊接表面粗糙度达到3.2μm以上；

步骤三：真空热扩散焊接；将步骤二金属薄片按照三维模型设计软件中零件模型的流道形状进行机械方法堆叠定位，并在每一层金属薄片之间涂覆膏状钎料，再用夹具进行固定夹紧，保证各层间处于紧密贴合状态，形成一个按照随形流道设计顺序依次层层叠加堆积的金属薄片层，并置入充满惰性气体氩气的真空玻璃管中，再将真空玻璃管放入高温热处理炉5中，进行真空压力热扩散焊接，最后形成所需复杂流道形状的基于薄片叠层连接的随形流道散热器；

将热扩散焊接成型后的随形流道散热器进行表面处理，使其表面达到使用要求。

步骤一所述指定厚度切割分层厚度为50-100μm，该厚度可避免出现相邻层之间流道孔洞阶梯状现象。

步骤二所述金属薄片为304不锈钢、铜或者弹簧钢薄片。

步骤三所述膏状钎料为黄铜钎料。

步骤三所述对金属薄片进行的机械定位方法为用M1和M2两种不同大小定位销进行定位固定，以提高薄片层叠过程中定位的精准度。

步骤三所述真空压力热扩散焊接温度恒定为1000℃；