[发明专利]照明设备和制造照明设备的方法

说明书

本发明提供了一种包括3D打印散热器（11，41）的照明设备（10,40）。该3D打印散热器（11，41）包括芯层（15，45）和沿垂直于芯层（15，45）的堆叠轴堆叠的至少一个另外的层的堆叠（13，43）。芯层（15，45）和至少一个另外的层包括各自具有导热填充物的相同的聚合物材料（14，44），其中聚合物材料（14，44）中的导热填充物的浓度从芯层（15，45）开始，随着至少一个另外的层中的每一个相继地降低，以改善所述3D打印散热器（11，41）的对机械故障的抵抗性和热传导。

技术领域

本发明涉及一种照明设备，该照明设备包括光源和/或电子设备，并且包括3D打印散热器。所述3D打印散热器包括芯层和至少一个另外的层，其中例如由照明设备包括的光源和/或电子设备可以进一步布置在芯层上。本发明还涉及一种散热器以及一种制造包括3D打印散热器的照明设备的方法。

背景技术

照明设备的操作通常与热的生成相关联。所述热是可能对照明设备的性能和寿命具有有害影响的副产物。因此，有效的冷却在许多照明设备中是有用的和期望的。为了冷却在使用或操作时可能生成热的照明设备，散热器经常被使用。

用于改善照明设备的热性能的散热器在本领域中是众所周知的。因为预期，通过数字化制造的广泛引入，全球制造中的当前实践将被转变，因此，也预期这样的散热器的设计和制造将被数字化；例如借助于熔融沉积建模或3D打印。

然而，目前，许多照明设备仍然利用常规制造技术制造，因为许多照明设备具有高的光通量要求，并且因此需要金属散热器来实现更好的热扩散并且因此满足期望的冷却属性。这种金属散热器可以是铝散热器。转向照明设备中较小光源（诸如板上芯片（CoB））的趋势，进一步增加了对借助于金属散热器的高效热扩散和冷却的需求。

这种金属散热器，例如铝散热器，目前通过管芯铸造制造。这种铸造工艺的模具需要用工具加工（每一个部件和每一个设计），并且因此导致高制造成本。此外，3D打印金属散热器仍然非常昂贵，并且仅在生产有限批次的小的或非常专业的部件时是高效的。数字化制造类似设计（例如替代品）的3D打印聚合物散热器将是成本有效的，但是这种（替代的）3D打印散热器将缺乏与金属散热器的机械强度相结合的热属性。机械强度是涉及固体对象承受应力和应变的性能的主题。这可能是个问题。即，改善3D打印散热器中的热传导，例如通过在（例如）（聚合物）基质材料中提供导热填充物，通常可能导致基质材料的机械强度的退化。这种机械强度可能例如被需要用来提供结构强度，用来确保良好的机械属性（诸如抗冲击性或延展性），用来抵抗热负载，和/或用来抵抗物理负载。

这样的热或物理负载的示例是：由于连接照明设备的构造内的散热器所致的负载；由于开/关、白天/夜晚/、太阳/阴影周期发生的热应力；在构造压在散热器上的照明设备时产生的重量负载；诸如风、太阳、雨、冰雹、雪的天气条件；诸如流氓行为的使用负载。作为结果，仅用已知的聚合物散热器代替金属散热器可能不足以克服这样的机械负载，并且同时提供照明设备内的热负载的热耗散。因此，向这种照明设备提供已知的聚合物散热器是不利的。

发明内容

本发明的目的是提供一种改善的包括3D打印散热器的照明设备，其至少减轻了上面提及的问题。其中，本发明提供了一种照明设备，其包括光源和/或电子部件，并且包括3D打印散热器；3D打印散热器包括芯层和沿垂直于芯层的堆叠轴堆叠的至少一个另外的层的堆叠；其中芯层和至少一个另外的层包括各自具有导热填充物的相同的聚合物材料，其中聚合物材料中的导热填充物的浓度从芯层开始，随着至少一个另外的层中的每一个相继地降低，以改善所述3D打印散热器的对机械故障的抵抗性和热传导。