Výsledek: Chladič s vnitřní strukturou

Motivace

Motivací pro vytvoření výsledku bylo prokázat, že lze nahradit žebrování chladiče (v tomto případě CPU chladiče) komplexní strukturou a tuto strukturu vyrobit pomocí aditivní technologie. Výsledkem je nahrazení celkové plochy jednotlivých žebírek odvádějících tepelnou energii původního chladiče speciální lattice strukturou s aktivní plochou vyzařování, která je násobně větší než plocha původních žebírek. Ve stejném pracovním objemu tak bylo dosaženo zefektivnění vyzařování tepelné energie odvedené od počítačového procesoru. Aplikace aditivní technologie v tomto případě nabízí přidanou hodnotu vytvořením struktury s velkou plochou v poměru k jednotce objemu, především z hlediska výroby a důvodu, že takto komplexní struktura není vyrobitelná žádnou dostupnou konvenční technologií.

Komerční využití

Efektivní odvod tepelné energie je žádoucí u vysokovýkonných procesorů. S vývojem výkonnějších CPU a GPU čipů dochází k zvyšováním požadavků na chladící soustavy. Vnitřně strukturovaný chladič tak může najít uplatnění u výrobců zabývající se výrobou chladičů pro elektronická zařízení a počítače.

Fáze vývoje

V současnosti je díl ve fázi vyrobeného prototypu, který bude podroben zkouškám odvodu tepla a napojení na heatpipe trubičky. V další fázi vývoje bude díl optimalizovaný z hlediska napojování na heatpipe trubičky a z hlediska celkového tvaru struktury a uchycení ventilátoru.

Klíčová slova

Generativní design, 3D tisk, lattice struktura

Popis

Navržený chladič je vyroben ze slitiny hliníku AlSi10Mg aditivní technologií SLM (Selective Laser Melting). Díky využití 3D tiskové technologie tak lze vytvořit unikátní strukturu, která by žádnou jinou výrobní technologií nešla vyrobit. Unikátní struktura nabízí ve stejném objemu původního hliníkového žebrování 1,5x větší celkovou plochu, která emituje tepelnou energii efektivněji. Nabízí se tak možnost buď snížení celkové velikosti chladiče, nebo ponechání velikosti při zvýšení výkonu odvodu tepla. Potenciální uplatnění a implementaci nabízí toto technické řešení především ve výrobě chladičů grafických a počítačových procesorů.

Způsob ochrany

Funkční vzorek (interní označení 037/05-10-2020_F)

Hledání partnera

Licencování nebo spolupráce na vývoji

Další informace

Vylepšený chladící systém nabízí efektivnější způsob, jak dosáhnout při stejných hodnotách napájení ventilátoru chladiče, vyššího podílu odvodu tepelné energie. Vzhledem k tomu, že je plocha vyzařující teplo větší, nemusí docházet ke spouštění ventilátoru odvádějícího teplo proudem vzduchu tak často. Tato skutečnost přináší nižší spotřebu elektrické energie a s tím související nižší provozní náklady. Unikátní struktura nabízí další možnosti vylepšování odvodu tepla v kombinaci s vyšším počtem ventilátorů, zvětšením pasivního objemu struktury atd.

Kategorie

Aditivní technologie, strojírenství

Kontakt

Ing. Jan Jansa
Centrum 3D tisku Protolab, Katedra obrábění, montáže a strojírenské metrologie, VŠB - TU Ostrava

Ilustrační obrázky

Nahoru