Durchbruch bei der hohen Wärmeleitfähigkeit von sauerstofffreiem Reinkupfer
Im Bereich des Wärmemanagements gilt reines Kupfer seit jeher als das Standardmaterial für Wärmeleitfähigkeit. Der theoretische Wert der Wärmeleitfähigkeit von sauerstofffreiem reinem Kupfer beträgt etwa 401 W/(m-K).
Es wurde jedoch festgestellt, dass die mit hochreinem sauerstofffreiem Kupferpulver mittels SLM-Technologie gedruckten Teile aus reinem Kupfer eine gemessene Wärmeleitfähigkeit im gedruckten Zustand von bis zu 442 W/(m-K) aufweisen. Dies übertrifft die Leistung aller herkömmlichen Kupferlegierungen, übertrifft aber sogar den theoretischen Grenzwert von reinem Kupfer um mehr als 10%.
Chemie des sauerstofffreien reinen Kupferpulvers:
Geprüfter Wert aus Los Nr. 20260119-Y von TRUER, hergestellt von PREP.
Nach traditionellem Verständnis führt der 3D-Druck (insbesondere die SLM-Technologie) aufgrund seiner schichtweisen Erstarrungscharakteristik unweigerlich zu Defekten wie Poren und unvollständiger Verschmelzung im Material und erzeugt zudem Korngrenzen. Diese führen zu einer erheblichen Verschlechterung der Wärmeleitfähigkeit.
Wie kann die Wärmeleitfähigkeit von gedruckten Teilen aus sauerstofffreiem Reinkupfer den theoretischen Grenzwert überschreiten?.
Sie liegt hauptsächlich in der Kontrolle von Verunreinigungen im gesamten Prozess der Pulverherstellung:
Prozess der Sauerstofffreies reines Kupferpulver:
Die Wärmeleitfähigkeit ist extrem empfindlich gegenüber Verunreinigungen. TRUER stellt sauerstofffreies, reines Kupferpulver durch eine fortschrittliche PREP-Technologie her, um den Sauerstoffgehalt und die Verunreinigungen des Pulvers auf einem extrem niedrigen Niveau zu halten. In Verbindung mit einer hervorragenden Partikelgrößenverteilung und Fließfähigkeit gewährleistet dies von Anfang an die “reine genetische” Natur des Materials.
Anwendung von Sauerstofffreies reines Kupferpulver:
Derzeit steht das Design der Wärmeableitung vor einem Kernwiderspruch: Es ist unmöglich, gleichzeitig eine komplexe Struktur und ein optimales Material zu erreichen.
Die herkömmliche Fertigung kann reines Kupfer mit hoher Wärmeleitfähigkeit verarbeiten, ist aber nicht in der Lage, Hochleistungsheizkörper mit komplexen konformen Strömungskanälen und leichten Gitterstrukturen herzustellen.
Mit dem durch PREP hergestellten sauerstofffreien Reinkupferpulver lassen sich durch SLM fast jedes komplexe Design und Teile mit hoher Wärmeleitfähigkeit realisieren. Die Wärmeleitfähigkeit der gedruckten Reinkupferbauteile hat noch Verbesserungspotenzial.
Für die Ausrüstung, Dies bedeutet, dass eine höhere Wärmestromdichte auf kleinerem Raum bewältigt werden kann, was eine Grundlage für die weitere Miniaturisierung und Hochleistungsanwendung von elektronischen Geräten darstellt.
Für die Industrie, Sie bietet neue Materialien und Optionen für die nächste Generation von Kühlungslösungen mit hohem Wärmestrom (z. B. direkte Chipkühlung, ultradünne Wärmespreizer), was zu revolutionären Kühlungsarchitekturen führen kann.
