A személyi elektronikus cuccok terjedésével egyre fontosabbá vált hűtőbordák tervezése. Az ok egyértelmű: az eszköz tudja szabályozni elektronikai termékek hőmérsékletét, többek között számítógépes processzorokban akadályozhatja meg a túlmelegedést.
Egy, az elektronikus rendszerek hőtani és mechanikai jelenségeivel foglalkozó Las Vegasi konferencia résztvevői 3D nyomtatással készülő hűtőborda terveket dolgoztak ki, és versenyeztettek meg egymással.
A döntőben az Arizonai Állami Egyetem (ASU), a Purdue Egyetem, a Maryland, a Pennsylvaniai Állami Egyetem és a Dublini Trinity College csapatai mutatták be az elektronikus készülékeket sikeresen lehűtő printelt hűtőbordáikat.
A résztvevők egyöntetűen hangsúlyozták, hogy hűtőbordáik egyes elemei hagyományos módszerekkel kivitelezhetetlenek. Például ha hengeralakú méhsejt-formát akarnak, csak drága utófeldolgozással lehetséges. Additív gyártással viszont nagyon komplex geometriák alakíthatók ki (köztük hengeralakú méhsejt-forma is).
Pontosan ez a 3D nyomtatás egyik előnye. Lézeres porágy fúzióval például sokkal változatosabb fémalkatrészek hozhatók létre, mint CNC megoldásokkal, sőt sok összetett forma létre sem hozható klasszikus eljárással.
A hűtőborda esetében motorhengerek, olajszivattyúk burkolása 3DP-vel a töredékébe került, mintha a nélkülözhetetlen alkatrészeket CNC-vel készítették volna.
Az egyetemi csapatok a GE Concept Laser M2 rendszerén dolgoztak.
Az ASU szélesebb felületet alakított ki, hogy megmaradjon az elektromos alkatrészekből érkező hő hatékonysága. Ez a tervezési megkötés a hagyományos gyártásból jött, de a csapat tagjai elismerték, hogy az eszköz teljesítménye és a gyártási megszorítások egyensúlya miatt több kompromisszumra kényszerültek, és így a végeredményt sem lehetett optimalizálni. Viszont megígérték, hogy továbbgondolják a lehetőségeket.
A Purdue csapat a felületet optimalizálva talált rá az anyagok legjobb eloszlására, és végül az egyik oldalon „L”, a másikon „d” formájú szerkezetet alakítottak ki. Az eszköz hőtani szempontból kifejezetten jól teljesít.
Valamennyien felhívták a figyelmet a mai elektronikus alkatrészek hőtani kihívásaira.
„Mindenki kisebb, de hatékonyabb számítógépet, telefont akar. Mivel a CPU-k, a központi feldolgozó egységek által generált hő befolyásolja a teljesítményt, ki kell találnunk a hő eltüntetésének biztonságos és hatékony módját” – magyarázza Serdar Ozguc, a Purdue PhD-hallgatója.
Az összes csapatnak azonos méretű hűtőbordát kellett előállítania, és csak alumíniumot használhattak. Mindegyik darabot egyforma feltételek mellett tesztelték, a teszteknek az Oregoni Állami Egyetem adott otthont.
