位于美國印第安納州的普渡大學(xué)作為理工科老牌名校，在計算機科學(xué)、新材料等方面一直有不少令人驚嘆的研究成果。在近期由ASME K-16委員會和IEEE組織的“虛擬學(xué)生散熱器設(shè)計挑戰(zhàn)賽”中，一組機械工程專業(yè)學(xué)生設(shè)計了一種高效的3D打印散熱器，在大賽中獲得了排名第一的好成績。

普渡大學(xué)團隊的四名工程學(xué)生-Soumya Bandyopadhyay，Julia Meyer，Adeline Naon和Saeel Pai-于1月開始他們的研究。團隊在鯊魚皮的集合形狀中汲取到了靈感，設(shè)計了鯊魚皮結(jié)構(gòu)的3D打印散熱器。

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普渡大學(xué)的3D打印散熱器早期成品

由于鯊魚皮具有獨特的表面紋理，數(shù)以百萬計的細(xì)小突起在減少阻力方面發(fā)揮了作用，決定了鯊魚擁有較小的游泳阻力。由于流體力學(xué)定律也適用于氣體，因此他們在設(shè)計時增加了類似牙本質(zhì)的形狀，從而有助于引起空氣混合的效果。

另外，學(xué)生們在散熱器中設(shè)計了類似于F1賽車的渦流發(fā)生器，使空氣顆粒之間的熱傳遞最大化。并且，為了有效從散熱器中排出熱空氣，散熱器還擁有專門的“呼吸器區(qū)”，形成類似肺中的氣囊，從周圍環(huán)境中吸收冷空氣并通過散熱器內(nèi)部將熱空氣排出，提高下方電子組件的冷卻效果。

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散熱器風(fēng)道制冷示意圖

在競賽活動中，評判3D打印散熱器是否成功將會針對散熱能力、總制造成本以及生產(chǎn)所需原材料的數(shù)量來評判，而增材制造可以幫助人們實現(xiàn)更好的效果與更低成本。從該作品來看，3D打印的散熱器性能好于預(yù)期，并且成本與減少鋁材料使用量方面做得足夠優(yōu)秀，也證明了3D打印技術(shù)將會成為推動各類產(chǎn)品進化的關(guān)鍵技術(shù)之一。