[发明专利]一种金属极小曲面梯度多孔散热元件及其增材制造方法

权利要求书

1.一种金属极小曲面梯度多孔散热元件的增材制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1根据待成形多孔结构的特性，确定其初始参数；根据初始参数得到多孔结构空间内部各点的体积分数和孔隙大小，进而获得各点处空间函数，根据空间函数进行数学建模，进而结合Swartz Diamond极小曲面隐函数，拟合得到极小曲面连续梯度多孔结构三维模型；

S2根据极小曲面连续梯度多孔结构三维模型，采用金属粉末通过增材制造得到多孔结构；对多孔结构依次进行原位热处理、分离、表面喷砂，得到金属极小曲面梯度多孔散热元件。

2.如权利要求1所述的金属极小曲面梯度多孔散热元件的增材制造方法，其特征在于，所述初始参数包括空间边界、尺寸、体积分数和比表面积。

3.如权利要求2所述的金属极小曲面梯度多孔散热元件的增材制造方法，其特征在于，所述初始参数的确定方式具体为：根据散热元件的预留位置，确定多孔结构的空间边界及尺寸；根据散热元件所针对的热源器件的功率及实际工况确定散热通量，根据散热通量通过仿真计算求得多孔结构的比表面积；根据轻量化和力学性能需求，确定多孔结构的体积分数。

4.如权利要求1所述的金属极小曲面梯度多孔散热元件的增材制造方法，其特征在于，所述S1中，根据初始参数通过三维建模算法得到多孔结构空间内部各点的体积分数和孔隙大小，所述三维建模算法采用平滑算法。

5.如权利要求1所述的金属极小曲面梯度多孔散热元件的增材制造方法，其特征在于，所述S2中，采用的增材制造方法为激光选区熔化或电子束熔融。

6.如权利要求1所述的金属极小曲面梯度多孔散热元件的增材制造方法，其特征在于，所述金属粉末为铝合金、镁合金或铜合金粉末。

7.如权利要求6所述的金属极小曲面梯度多孔散热元件的增材制造方法，其特征在于，所述铝合金为AlSi10Mg、AlSi7Mg或Al-Si12，所述镁合金为ZK61或AZ91D，所述铜合金为ZCuAl11Fe3、ZCuAl19Fe4Ni4Mn2或ZCuAl10Fe3Mn2。

8.如权利要求6所述的金属极小曲面梯度多孔散热元件的增材制造方法，其特征在于，所述S2中，对多孔结构依次进行原位热处理具体为：若为铝合金粉末成形的多孔结构，其退火温度为400℃～440℃，退火时间为3～4小时；若为镁合金粉末成形的多孔结构，其退火温度为150℃～260℃，退火时间为0.5～1.5小时；若为铜合金粉末成形的多孔结构，其退火温度为300℃～360℃，退火时间为1.5～2小时。

9.如权利要求1-8任一项所述的金属极小曲面梯度多孔散热元件的增材制造方法，其特征在于，所述金属粉末平均粒径为15μm～60μm，其颗粒形状为球形或近球形。

10.一种金属极小曲面梯度多孔散热元件，其特征在于，采用如权利要求1-9任一项所述的增材制造方法成形得到。