复杂金属构件的制造,往往从一个具体的产品需求开始:如何优化内部结构、实现精细特征成形,并在满足产品要求的基础上,形成可重复的制造工艺?
希禾增材围绕绿光金属3D打印,持续开展产品结构设计、打印工艺开发与成形验证,并将验证经验应用于实际生产,逐步形成从需求分析、结构设计、工艺验证到产品制造的全链路应用能力。
1.从产品需求出发,探索液冷结构设计新方案产品结构设计需要结合实际使用场景。以液冷板样件为例,希禾增材根据不同区域的换热需求,在同一产品内组合采用TPMS(三周期极小曲面)结构,并沿流体流动方向调整结构相关尺寸,使流道设计与不同区域的需求相匹配。
TPMS结构能够在有限空间内形成连续、复杂的三维流道,增加有效换热面积;合理的曲面构型也有助于增强流体湍流,促进流体与结构表面之间的热交换。
本次液冷板样件的设计重点
1)多种构型组合
在同一块液冷板的不同区域采用不同TPMS构型,满足差异化的流道设计需求。
2)变尺度流道与区域化壁厚设计
沿流体流动方向调整TPMS结构尺寸,并结合不同区域的结构特点与成形要求优化壁厚,实现流道构型与局部换热需求的适配。
3)复杂流道一体化成形
将不同构型的流道集成于同一产品中,减少复杂内部结构对分体加工与组装的依赖。
这些设计需要将流道构型、尺寸变化与整体结构统筹考虑,也对后续打印工艺和复杂结构成形提出了更高要求。希禾增材据此开展工艺方案设计与样件验证,进一步检验结构设计的可制造性。
2.从结构设计到工艺开发,发挥增材制造优势TPMS流道、变壁厚区域及不同尺度结构集成于同一块液冷板中,对打印过程中的成形稳定性、薄壁质量和内部结构完整性提出了更高要求。
金属3D打印能够依据三维模型逐层制造复杂结构,为内部流道一体化成形提供了传统加工方式难以实现的灵活性。对于这类液冷板,不同区域可以采用不同的结构形式与尺寸参数,无需将复杂流道拆分为多个独立部件再进行组合。
希禾增材围绕液冷板的结构特点开展可制造性分析与打印方案设计,将TPMS结构、变尺度流道及薄壁区域纳入整体工艺规划,并通过参数优化与样件试制,对复杂结构的成形质量进行验证。
通过结构设计与工艺开发的协同,希禾增材将复杂的产品设计转化为可执行的制造方案。
3.从样件验证到批量制造,夯实规模化生产能力样件成功成形只是产品开发的重要一步。要满足实际生产需求,还需要进一步验证工艺重复性、产品一致性、生产效率及批量交付能力。
希禾增材将样件开发中积累的工艺经验应用于实际生产,通过打印任务规划、关键工序管理、后处理与质量检测等环节的协同,不断完善制造流程,提升复杂结构件的生产与交付能力。
流道中TPMS壁厚从0.15mm到0.8mm进行渐变,致密度达到99.9%,展现了希禾增材在复杂铜结构件精细成形方面的实践积累。目前,希禾增材已具备绿光金属3D打印批量制造能力,并在纯铜复杂结构件生产中积累了相关经验,为工艺优化、生产组织与质量控制提供了实践基础。
希禾增材打印工厂从复杂结构成形到批量生产,希禾增材持续推进绿光金属3D打印与实际产品需求相结合,为液冷与热管理领域的复杂金属构件制造及规模化应用提供支持。
4.拓展多元场景,推动技术成果持续落地随着高端制造对结构集成、轻量化设计和功能性能提出更高要求,复杂铜及铜合金构件在光电器件、电子设备、热管理系统和其他高性能制造场景中,也具有持续拓展的应用空间。
希禾增材持续深耕绿光金属3D打印在液冷与热管理领域的应用,面向功率电子、光通信及航空航天等领域,持续开发适配不同应用需求的复杂流道与精细结构,拓展绿光金属3D打印在高性能热管理部件中的应用。
IGBT液冷板、光模块冷板、AI服务器液冷板及燃烧室内衬内部结构展示依托母公司公大激光在绿光激光光源领域的研发与制造积累,希禾增材持续推进设备应用、工艺研发与产品制造协同发展,逐步完善从技术开发、工艺验证到批量生产的应用链路。
未来,希禾增材将继续围绕高性能金属构件的实际制造需求,深化绿光金属3D打印的工程化应用,以更多产品落地与批量制造实践,为高端制造领域提供更具适配性的增材制造解决方案。
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