[发明专利]金属微滴打印成型低孔隙率多枝状散热结构的方法

摘要

本发明公开了一种金属微滴打印成型低孔隙率多枝状散热结构的方法，用于解决现有类枝状散热器制备方法实用性差的技术问题。技术方案是基于射流断裂理论产生金属液滴，依据异形散热结构的路径规划，通过控制液滴的喷射与运动基板的运动，实现逐点、逐层打印形状、尺度可控的复杂三维多枝状异形散热结构；协同控制液滴的凝固行为优化金属微滴内部质量。本发明不受异形结构需要专用制造工具的限制，通过多颗金属液滴打印成型多枝状散热结构，通过控制金属微滴的凝固行为，改善金属液滴的内部质量，减少了散热结构的内部孔隙，有利于提升散热结构的导热性能。无需激光大功率能量源，不受材料种类及形式限制，实现了多枝状异形散热结构的快速成型。

主权项

1.一种金属微滴打印成型低孔隙率多枝状散热结构的方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、打开氩气瓶(1)对手套箱(3)进行清洗及循环，通入氩气清洗时调整氩气压力表(2)示数在0.05‑0.2MPa之间，开启循环时调整氩气压力表(2)示数在0.4‑0.6MPa之间，清洗循环至氧含量检测仪(4)显示的氧浓度在0‑20PPM之间，水含量检测仪(7)显示的水含量在0‑10PPM之间；设定手套箱(3)压力为0‑300Pa，保证手套箱(3)内操作的舒适度；步骤二、采用物理及化学方法相结合的方式去除铝合金材料表面的氧化皮及杂质，采用超声清洗机清洗坩埚(6)、喷嘴(11)及激振杆(5)，然后将处理后的铝合金材料装在坩埚(6)内，最后将坩埚(6)与激振杆(5)组装后放入加热炉(8)；步骤三、设置温控器(10)，将加热炉(8)加热到铝合金材料的液相线以上100～150℃，并保温15～30min，使坩埚(6)内的铝合金材料完全融化，将基板(14)进行预热，保证层与层之间不出现冷隔；步骤四、采用C#程序，结合OpenGL渲染所要成型的枝状散热结构模型，进行打印路径规划并计算每个液滴的坐标位置，按次序生成模型的打印运动程序，将程序下载到PMAC卡(12)中；步骤五、开启函数发生器(9)产生脉冲信号作用于激振杆(5)，形成应力波传递到喷嘴(11)处，产生均匀的铝合金微滴用于打印成型；步骤六、启动五轴运动平台(15)，调整基板(14)距离喷嘴(11)的高度为10‑15mm，运行步骤五中的程序，五轴运动平台(15)按照程序的路径规划配合运动，使得铝合金微滴准确地堆积在基板的指定位置，如此反复，完成多枝状散热结构的成型。