[发明专利]由FDM打印的导热复合物及有效散热的策略

权利要求书

1.一种用于借助熔融沉积成型来3D打印散热器(100)的方法，所述方法包括逐层沉积3D可打印材料(201)，以提供3D打印材料(202)的多个层(322)，由此创建所述散热器(100)的热接收面(101)，3D打印材料(202)的所述多个层(322)被配置为与垂直于所述热接收面(101)的平面(325)平行，其中所述3D可打印材料(201)包括嵌入所述3D可打印材料(201)中的颗粒(410)，其中所述颗粒(410)具有各向异性热导率，其中在所述3D可打印材料(201)中可用的所述颗粒(410)的量选自相对于所述3D可打印材料(201)的总体积的5％体积百分数至40％体积百分数的范围，并且其中所述3D打印材料(202)的层(322)具有层高度(H)，所述层高度(H)选自至多800μm的范围。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述颗粒(410)包括非球形颗粒，所述非球形颗粒具有选自10μm至200μm的范围的最长尺寸(L1)，其中所述颗粒(410)包括片状颗粒和针状颗粒中的一个或多个，并且其中在所述3D可打印材料(201)中可用的所述颗粒(410)的量选自相对于所述3D可打印材料(201)的总体积的10％体积百分数至40％体积百分数的范围。

3.根据前述任一项权利要求所述的方法，包括通过以下项中的一项或多项来控制所述层高度(H)和层宽度(W)：打印机头(501)的移动速度、通过所述打印机头(501)的喷嘴(502)的3D可打印材料(201)的挤出速率、以及在所述喷嘴(502)与接收器物项(550)之间的距离，所述3D可打印材料(201)在所述接收器物项上被打印，其中所述层宽度(W)保持在至少1mm，并且其中所述方法包括打印所述3D可打印材料(201)，使得所述颗粒(410)的所述最长尺寸(L1)与层(322)的所述层高度(H)的比率AR3选自0.01≤AR3≤2的范围，AR3等于L1/H。

4.根据前述任一项权利要求所述的方法，包括使用熔融沉积成型3D打印机(500)用于逐层沉积所述3D可打印材料(201)，其中所述熔融沉积成型3D打印机(500)包括具有喷嘴(502)的打印机头(501)，其中所述喷嘴(502)具有至少1mm的等效圆直径。

5.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中所述颗粒(410)包括石墨和氮化硼中的一个或多个，并且其中所述3D可打印材料(201)包括聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯和共聚酯基热塑性弹性体中的一个或多个。

6.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中所述3D可打印材料(201)包括热塑性材料，所述热塑性材料具有最大为1*10⁵道尔顿的重均分子量，其中所述3D可打印材料(201)的至少40％体积百分数由所述热塑性材料组成。

7.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中除了具有各向异性热导率的所述颗粒(410)，所述3D可打印(201)包括至多30％体积百分数的进一步的添加剂，其中所述进一步的添加剂选自聚合物添加剂和无机添加剂的组。

8.一种散热器(100)，包括3D打印材料(202)，其中所述散热器(100)包括限定热接收面(101)的3D打印材料(202)的多个层(322)，其中3D打印材料(202)的所述多个层(322)被配置为与垂直于所述热接收面(101)的平面(325)平行，其中所述3D打印材料(202)还包括嵌入所述3D打印材料(202)中的颗粒(410)，其中所述颗粒(410)具有各向异性热导率，其中所述3D打印材料(202)中可用的所述颗粒(410)的量选自相对于所述3D打印材料(202)的总体积的5％体积百分数至40％体积百分数的范围，并且其中所述3D打印材料(202)的层(322)具有层高度(H)，所述层高度(H)选自至多800μm的范围。

9.根据权利要求8所述的散热器(100)，其中所述散热器(100)包括用于散热的多个翅片(110)。