Kemajuan dalam teknologi pencetakan 3D telah mengubah cara pembuatan penukar panas. Desain kompleks dan bebas yang tidak dapat diwujudkan dengan jalur produksi tradisional dapat dengan mudah diwujudkan melalui pencetakan 3D. Peningkatan efisiensi pertukaran panas dan pengurangan berat, volume, dan biaya produksi adalah keuntungan lain yang dapat ditawarkan oleh pencetakan 3D. Namun, bahan adalah pertimbangan utama lainnya untuk pencetakan 3D penukar panas.
Baru-baru ini, produsen bahan cetak 3D paduan aluminium domestik terkemuka merilis bahan cetak 3D paduan aluminium konduktivitas termal tinggi ke pasar. Produk ini diberi nama HC 200 untuk menunjukkan konduktivitas termal ultra tinggi tidak kurang dari 200W/(m·K).
Prinsip konduksi panas logam, material, dan cacat yang melekat pada pencetakan 3D
Inti dari konduksi panas logam adalah adanya elektron yang dapat bergerak bebas di dalam logam. Ketika bagian dari logam menerima panas, energi elektron bebas di bagian yang dipanaskan meningkat, gerakannya meningkat, dan mereka terus bertabrakan dengan ion logam untuk bertukar energi, sehingga mentransfer panas dari satu bagian ke bagian lain. Agar logam memperoleh konduktivitas termal yang lebih tinggi, elektron harus "tanpa hambatan" di dalam logam, yaitu, harus ada cukup banyak cacat di dalam bahan logam, dan gangguan oleh pengotor atau fase lain harus lebih sedikit. Ini mengedepankan persyaratan yang sangat tinggi pada kontrol komposisi dan proses persiapan bahan.
Di antara bahan paduan aluminium, nilai dengan konduktivitas termal yang tinggi (terutama lebih tinggi dari 200) sangat terbatas, dan yang paling umum digunakan adalah paduan aluminium 6063. 6063 adalah paduan aluminium deformasi seri AlMg, elemen paduan utamanya meliputi Al, Mg, Cr, Cu, Si, dll. Konduktivitas termalnya lebih tinggi dari 200 W/(m · K), umumnya 210, dan memiliki kekuatan luluh tidak kurang dari 160MPa dan perpanjangan 8 persen setelah perlakuan panas T6. Dan 6063 memiliki plastisitas yang baik dan dapat dianodisasi, sehingga menjadi bahan pilihan untuk berbagai jenis radiator. Di kelas lain dari bahan paduan aluminium, konduktivitas termal tidak lebih tinggi dari 200. Karena aluminium murni tidak mengandung elemen paduan lainnya, konduktivitas termalnya mencapai 230W/(m·K).
Meskipun paduan aluminium 6063 adalah bahan yang sangat bagus, namun tidak dapat langsung digunakan untuk pencetakan 3D logam. Paduannya adalah paduan aluminium cacat, yang cocok untuk proses pengecoran, tetapi tidak cocok untuk proses pencetakan 3D peleburan laser selektif SLM dengan laju pendinginan tinggi. Hasil akhirnya adalah ketika bubuk paduan 6063 dicetak dengan proses SLM, akan ada retakan mikro besar dan kecil, dan bahan tersebut tidak dapat digunakan. Saat ini, beberapa peneliti mencoba membuat paduan 6063 dapat dicetak dengan memodifikasi komposisi atau menambahkan fase nano dan telah mencapai beberapa hasil, tetapi belum dikomersialkan.
Saat ini, material AlSi10Mg banyak digunakan di pasaran. Meskipun konduktivitas termalnya telah mencapai 140W/(m·K) yang tidak rendah, untuk aplikasi yang memerlukan konduktivitas termal lebih tinggi, AlSi10Mg tidak berdaya.
Paduan aluminium pencetakan 3D pembuangan panas kinerja tinggi telah membuat terobosan
Untuk mengembangkan bahan cetak 3D paduan aluminium yang dapat dicetak dengan konduktivitas termal tinggi dan kinerja tinggi, tim domestik telah menghabiskan lebih dari satu tahun penelitian dan pengembangan independen, dan akhirnya berhasil mewujudkan dua ratus (konduktivitas termal melebihi 200 W/(m K) dan kekuatan tarik lebih tinggi dari 200MPa) HC 200 pengembangan material aluminium konduktivitas termal tinggi. Tabel berikut adalah perbandingan sifat material HC200, 6063, dan AlSi10Mg:
Bahan | Daya tarik (MPa) | Kekuatan Hasil (MPa) | Pemanjangan | Konduktivitas termal (W/M.K) | Kemampuan cetak |
6063 | 190 | 160 | 8 persen | 210 | tidak dapat dicetak |
AISi10Mg | 300 | 200 | 10 persen | 140 | dapat dicetak |
HC200 | 210 | 130 | 25 persen | 204 | dapat dicetak |
Dengan kinerjanya yang sangat tinggi, material ini cocok untuk bagian struktural atau fungsional yang ringan dan kompleks yang memiliki persyaratan tinggi untuk pembuangan panas dan sangat cocok untuk desain dan pengembangan unit pendingin baru (khususnya unit pendingin saluran mikro). Dengan solusi material yang inovatif, ditambah dengan keunggulan teknis pencetakan 3D logam, kami berharap dapat berkontribusi pada pengembangan produk radiator baru.
Jika Anda tertarik dengan HC 200 dengan konduktivitas termal sedang dan tinggi serta kekuatan tinggi, JR telah meluncurkan layanan pencetakan aluminium dengan konduktivitas termal tinggi. Kami berharap dapat bekerja sama dengan pelanggan yang tertarik dengan solusi aluminium konduktivitas termal tinggi yang dapat dicetak.