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Les dissipateurs de chaleur imprimés en 3D affichent une efficacité supérieure

Les dissipateurs de chaleur sont un élément crucial de nombreux appareils électroniques, dispersant les températures qu’ils produisent pendant le fonctionnement. L’électronique, en particulier les ordinateurs, succomberait souvent à la surchauffe sans eux, c’est pourquoi leur amélioration peut avoir des avantages majeurs. À cette fin, des équipes de chercheurs de plusieurs universités ont appliqué l’impression 3D pour montrer comment il existe encore des conceptions qui peuvent donner aux dissipateurs de chaleur une meilleure efficacité thermique et de circulation d’air.

L’une des équipes qui s’est démarquée était celle de l’Arizona State University. Les étudiants Faizan Ejaz, Munku Kang et Gokul Chandrasekaran et le professeur adjoint Beomjin Kwon ont développé le dissipateur thermique imprimé en 3D à partir d’aluminium avec les imprimantes 3D de GE. Alors que la fabrication traditionnelle présente de nombreux avantages dans la production de technologies thermiques, la fabrication additive permet certaines caractéristiques physiques uniques.

Avec un peu de bricolage, ils ont pu construire une plus grande surface sur le dissipateur thermique, permettant une meilleure circulation de l’air. La conception sur laquelle ils ont atterri a permis à l’air de tourbillonner pendant qu’il coulait. Cette ventilation permet un meilleur mélange de l’air et induit des turbulences, ce qui conduit à un meilleur transfert de chaleur.

« Si vous souhaitez créer une structure cylindrique en nid d’abeille, vous ne pouvez pas la fabriquer sans nécessiter d’autres étapes de post-traitement coûteuses.», A déclaré Ejaz. « Avec l’avènement de la fabrication additive, nous avons désormais accès à la fabrication de géométries très complexes. »

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Architectures pour une régulation de température améliorée

« Dans de nombreux cas, il faut faire un compromis entre les contraintes de fabrication et les performances de l’appareil», A déclaré Kwon. « Donc, dans de vraies expériences, nous n’avons pas d’appareil vraiment optimisé. Mais la fabrication additive élimine désormais de nombreuses contraintes de conception imposées par les techniques traditionnelles. Nous pouvons penser à une conception encore plus optimisée par rapport aux dispositifs de transfert de chaleur traditionnels. »

Les étudiants de l’ASU ont participé à la 18e Conférence intersociété sur les phénomènes thermiques et thermomécaniques dans les systèmes électroniques. La conférence a mis les étudiants au défi d’appliquer leurs connaissances pour développer des moyens innovants de tirer parti des techniques de fabrication modernes pour concevoir la technologie thermique d’une nouvelle manière. L’équipe ASU s’est classée parmi les cinq premiers finalistes sur 21 équipes dans le monde.

La conférence vise à rassembler des chefs de file de l’industrie ainsi que des étudiants et des professeurs d’université pour unir leurs cerveaux pour faire progresser la technologie de régulation de la température. Le concours de design étudiant a également été parrainé par General Electric, entre autres entreprises. Le concours a également donné aux étudiants l’opportunité de recevoir des commentaires et des conseils des leaders de l’industrie de GE. L’entreprise a même organisé des vidéoconférences avec les étudiants qualifiés après le premier tour.

Une fois les conceptions finalisées, GE a aidé les étudiants en imprimant en 3D les dissipateurs thermiques et en les testant. Les cinq meilleurs finalistes ont été admis à la conférence et ont présenté leurs conceptions de dissipateurs thermiques. Il est tout à fait possible que GE applique certaines des conceptions dans ses opérations futures.

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Image présentée avec l’aimable autorisation de ASU et Beomjin Kwon.

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