Los disipadores de calor son una parte crucial de muchos dispositivos electrónicos, dispersando las temperaturas que producen durante el funcionamiento. La electrónica, especialmente las computadoras, sucumbiría al sobrecalentamiento con bastante frecuencia sin ellos, por lo que mejorarlos puede tener grandes beneficios. Con este fin, equipos de investigadores de varias universidades han aplicado la impresión 3D para mostrar cómo todavía hay diseños que pueden brindar a los disipadores de calor una mejor eficiencia térmica y de flujo de aire.
Uno de los equipos que se destacó fue el de la Universidad Estatal de Arizona. Los estudiantes Faizan Ejaz, Munku Kang y Gokul Chandrasekaran y el profesor asistente Beomjin Kwon desarrollaron el disipador de calor impreso en 3D a partir de aluminio con las impresoras 3D de GE. Si bien la fabricación tradicional tiene muchas ventajas en la producción de tecnologías térmicas, la fabricación aditiva permite algunas características físicas únicas.
Con algunos retoques, pudieron construir una superficie más grande en el disipador de calor, lo que permitió un mejor flujo de aire. El diseño en el que aterrizaron permitió que el aire girara mientras fluía. Esta ventilación permite una mejor mezcla de aire e induce turbulencias, lo que conduce a una mejor transferencia de calor.
“ Si desea hacer una estructura de panal de abeja cilíndrica, no puede fabricarla sin requerir otros costosos pasos de posprocesamiento ”, dijo Ejaz. » Con la llegada de la fabricación aditiva, ahora tenemos acceso a la fabricación de geometrías muy complejas «.
Arquitecturas para una mejor regulación de la temperatura
“ En muchos casos, tenemos que llegar a un compromiso entre las limitaciones de fabricación y el rendimiento del dispositivo ”, dijo Kwon. “ Entonces, en experimentos reales, no tenemos un dispositivo realmente optimizado. Pero la fabricación aditiva ahora elimina muchas limitaciones de diseño impuestas por las técnicas tradicionales. Podemos pensar en un diseño más optimizado en comparación con los dispositivos tradicionales de transferencia de calor «.
Los estudiantes de ASU fueron participantes de la 18ª Conferencia Intersociety sobre Fenómenos Térmicos y Termomecánicos en Sistemas Electrónicos . La conferencia desafió a los estudiantes a aplicar sus conocimientos para desarrollar formas innovadoras de aprovechar las técnicas de fabricación modernas para diseñar tecnología térmica de una manera nueva. El equipo de ASU se ubicó entre los cinco primeros finalistas de 21 equipos en todo el mundo.
La conferencia tiene como objetivo reunir a líderes de la industria junto con estudiantes universitarios y profesores para unir sus cerebros en el avance de la tecnología de regulación de la temperatura. El concurso de diseño para estudiantes también fue patrocinado por General Electric, entre otras empresas. La competencia también brindó a los estudiantes la oportunidad de recibir comentarios y orientación de los líderes de la industria de GE. La empresa incluso organizó videoconferencias con los estudiantes que calificaron más allá de la primera ronda.
Una vez finalizados los diseños, GE ayudó a los estudiantes a imprimir en 3D los disipadores de calor y probarlos. Los cinco finalistas principales recibieron la admisión a la conferencia y presentaron sus diseños de disipadores de calor. Es muy posible que GE aplique algunos de los diseños en sus operaciones futuras.
Imagen destacada cortesía de ASU y Beomjin Kwon.
