BJT3D打印玩转扩散焊接:异种铝合金融合,散热器制造新方法?

科技   2025-01-12 10:23   北京  



AM易道导语

在高性能散热器制造领域,工程师们长期面临着一个两难困境:

传统工艺难以加工出复杂的高效散热结构,而增材制造又难以直接选用大部分传统合金材料。

如果要全部替换使用增材制造的合金材料,要重新面临漫长的论证过程。

AM易道获悉,Ricoh的最新技术为这一难题带来了融合解决方案:

通过创新的扩散焊接技术,他们成功将BJT(粘合剂喷射)制造的高效散热结构与传统锻造铝合金外壳/基材结合,极大提升了散热性能。

这样的方法不仅打通了不同制造工艺之间的壁垒,更为异种铝合金的结构优化设计开辟了新思路。

Ricoh披露的技术细节极为有限,AM易道尽可能还原技术细节,如果明显谬误请读者指正。

已公开的技术创新与优势

已公开的技术细节有限:

此次开发的核心是一套专有的“液相烧结技术”,其创新之处在于精确控制BJT系统烧结过程中铝液相的累积量,从而实现高质量的扩散连接。

与传统钎焊工艺相比,该技术“无需使用助焊剂或额外钎焊材料”,显著简化了制造流程。

特别是在处理增材制造专用铝合金时,新技术展现出独特优势,突破了这类材料在传统钎焊中的应用限制。

创新应用:热交换器制造突破

在热交换器制造领域,新技术充分展现了其技术优势。主要由两个关键部分组成:

决定冷却效率的翅片结构和确保尺寸精度的外壳/基板。

创新的工艺组合方案:

  • 先利用BJT技术制造复杂的翅片结构,充分发挥其在复杂几何形状制造方面的优势

  • 采用传统工艺生产铝制外壳,确保整体尺寸精度

  • 通过扩散粘合技术将两部分完美结合,实现性能与精度的统一

验证结果

已披露的多项严格的测试验证了技术的可靠性:

成功制造了一个三翅片(gyroid)结构的热交换器,实现了BJT制造的复杂形状与6061铝块的无变形连接。

截面检测显示,BJT烧结体与铝合金基材的连接界面几乎无空隙。

其还实现了大尺寸制造,展示了外形尺寸达400 x 160 x 10mm的大型冷却组件,内部整合了10个BJT制造的螺旋翅片结构。

目前,该扩散粘合技术已在BJT烧结体与多种传统铝合金材料组合中得到验证,包括:
  • 6061铝合金

  • 1050铝合金

  • 6063铝合金

AM易道最后聊两句

在当前的制造实践中,众多工业用户不得不采用二次焊接的方式,将3D打印件与传统制造的部件进行组装集成。

这一曲线救国的方案不仅增加了工艺环节,也带来了质量控制、成本上升等诸多挑战。

增材制造企业应考虑扩展自身的技术边界,将传统意义上的"后道工序"纳入核心竞争力的范畴。

对于高性能散热器、新能源汽车热管理系统等应用领域而言,这种一体化打包的工艺方案将降低制造门槛,加速创新设计的工程实现。

增材制造企业的核心竞争力不应局限于打印设备和工艺本身,而是要着眼于为用户创造完整的、打包一体化、甚至是“交钥匙”的解决方案,提供更多的价值增量。

这或许将是未来5年塑造行业竞争力关键。

AM易道将持续关注。

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