一种用于电器元件的高效相变冷却热管理系统的制作方法

primitive的曲面晶格基体函数表达式为：
13.f(x,y,z)＝cos(x)+cos(y)+cos(z)
14.所述schwarz diamond的曲面晶格基体函数表达式为：
15.f(x,y,z)＝sin(x)*sin(y)*sin(z)+sin(x)*cos(y)*cos(z)+cos(x)*sin(y)*cos(z)+co
16.s(x)*cos(y)*sin(z)
17.所述gyroid的曲面晶格基体函数表达式为：
18.f(x,y,z)＝cos(x)*sin(y)+cos(y)*sin(z)+cos(z)*sin(x)
19.所述iwp的曲面晶格基体函数表达式为：
20.f(x,y,z)＝2*(cos(x)*cos(y)+cos(y)*cos(z)+cos(z)*cos(x))-(cos(2*x)+cos(2*y
21.)+cos(2*z))
22.所述neovius的曲面晶格基体函数表达式为：
23.f(x,y,z)＝3*(cos(x)+cos(y)+cos(z))+4*cos(x)*cos(y)*cos(z)
24.所述lidinoid的曲面晶格基体函数表达式为：
25.f(x,y,z)＝0.5*(sin(x)*cos(y)*sin(z)+sin(y)*cos(z)*sin(x)+sin(z)*cos(x)*sin(y)
26.)-0.5*(cos(x)*cos(y)+cos(y)*cos(z)+cos(z)*cos(x))+0.15。
27.在上述的一种用于电器元件的高效相变冷却热管理系统，所述相变材料采用固体铵盐、石蜡或膨胀石墨/石蜡复合材料。
28.在上述的一种用于电器元件的高效相变冷却热管理系统，将相变材料进行加热处理，使相变材料从固态相变为液态，在液态状态下，将相变材料填充至金属骨架围成的隔断中。
29.在上述的一种用于电器元件的高效相变冷却热管理系统，高效相变冷却热管理系统的导热效率提高20％以上；同时提高控温一致性。
30.本发明与现有技术相比的有益效果是：
31.(1)本发明提出了一种极小曲面金属晶格骨架+内部填充相变材料的热管理系统；
32.(2)本发明通过上述“金属骨架+相变材料”热管理系统，可以实现高效相变冷却效果，较传统波纹夹芯型骨架，导热效率提高20％以上；同时提高控温一致性；
33.(3)本发明采用增材制造技术，实现了极小曲面金属晶格骨架的整体制造，产品可靠性高，生产流程短。
附图说明
34.图1为本发明高效相变冷却热管理系统示意图；
35.图2为本发明不同隐式函数下金属骨架曲面晶格基体的胞元示意图。
具体实施方式
36.下面结合实施例对本发明作进一步阐述。
37.本发明提供了一种用于电器元件的高效相变冷却热管理系统，采用极小曲面金属
骨架+相变材料的高效相变冷却结构，并采用增材制造的方式实现金属骨架的制造，解决了目前波纹加芯型相变冷却热管理系统导热效率较低、温度均匀性较差的问题。
38.高效相变冷却热管理系统，如图1所示，包括壳体1、金属骨架2和相变材料3；其中，壳体1为中空壳体结构；金属骨架2均匀设置在壳体1的内腔中，实现将壳体1内腔分成多个隔断；相变材料3填充在金属骨架2围成的隔断中。
39.金属骨架2为曲面薄壁结构；金属骨架2采用cucrzr、cucrnb、alsi10mg或almgsczr粉末作为原材料，成形结束后对产品进行热处理、线切割、吹砂处理。金属骨架2粉末的粒径为0.01-0.06mm，呈正态分布；成型工艺参数为：激光功率为280-360w；扫描速度为600-900mm/s；层厚为0.03-0.04mm；扫描间距为0.06-0.08mm；层间相位角为23
°
。
40.金属骨架2上设置有三维连通孔隙，相变材料3实现从三维连通孔隙中穿过。
41.金属骨架2的制作方法为：
42.通过隐式函数建立金属骨架2的曲面晶格基体；再对曲面晶格基体加厚，形成金属骨架2。建立金属骨架2的曲面晶格基体的隐式函数包括schwarz primitive、schwarz diamond、gyroid、iwp、neovius和lidinoid。
43.schwarz primitive的曲面晶格基体函数表达式为：
44.f(x,y,z)＝cos(x)+cos(y)+cos(z)
45.所述schwarz diamond的曲面晶格基体函数表达式为：
46.f(x,y,z)＝sin(x)*sin(y)*sin(z)+sin(x)*cos(y)*cos(z)+cos(x)*sin(y)*cos(z)+co
47.s(x)*cos(y)*sin(z)
48.所述gyroid的曲面晶格基体函数表达式为：
49.f(x,y,z)＝cos(x)*sin(y)+cos(y)*sin(z)+cos(z)*sin(x)
50.所述iwp的曲面晶格基体函数表达式为：
51.f(x,y,z)＝2*(cos(x)*cos(y)+cos(y)*cos(z)+cos(z)*cos(x))-(cos(2*x)+cos(2*y
52.)+cos(2*z))
53.所述neovius的曲面晶格基体函数表达式为：
54.f(x,y,z)＝3*(cos(x)+cos(y)+cos(z))+4*cos(x)*cos(y)*cos(z)
55.所述lidinoid的曲面晶格基体函数表达式为：
56.f(x,y,z)＝0.5*(sin(x)*cos(y)*sin(z)+sin(y)*cos(z)*sin(x)+sin(z)*cos(x)*sin(y)
57.)-0.5*(cos(x)*cos(y)+cos(y)*cos(z)+cos(z)*cos(x))+0.15。
58.不同隐式函数下金属骨架曲面晶格基体的胞元如图2所示。
59.相变材料3采用固体铵盐、石蜡或膨胀石墨/石蜡复合材料。
60.将相变材料3进行加热处理，使相变材料3从固态相变为液态，在液态状态下，将相变材料3填充至金属骨架2围成的隔断中。
61.高效相变冷却热管理系统的导热效率提高20％以上；同时提高控温一致性。
62.本发明中相变冷却热管理系统金属骨架2采用极小曲面晶格结构，该结构由隐式函数定义设计，然后通过曲面加厚形成薄壁晶格骨架，骨架内部形成三维连通孔隙。金属骨
0.06mm，呈正态分布。
88.成形工艺参数为：激光功率280-320w、扫描速度800-900mm/s，层厚0.03-0.04mm、扫描间距0.06-0.08mm、层间相位角23
°
。
89.步骤3)铝合金schwarz primitive晶格骨架后处理。
90.将铝合金schwarz primitive晶格骨架(带基材)进行退火热处理：温度280～320℃、保温2h～3h。
91.采用线切割将schwarz primitive晶格骨架从基材上切下；对晶格骨架进行吹砂处理。
92.步骤4)铝合金骨架内部填充膨胀石墨/石蜡相变材料。
93.将膨胀石墨/石蜡复合相变材料加温至55℃～60℃，石蜡从固态相变为液态，在液态下将包含膨胀石墨的石蜡填充至铝合金schwarz primitive晶格骨架围成的隔断中。
94.本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。