CN104669509B - 一种基于流场阵列排布的扰流柱及其制备方法与模具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于流场阵列排布的扰流柱及其制备方法与模具，在模具的注塑流道腔模一端的入口处，注入熔融塑料，待熔融塑料从注塑流道腔模另一端出口处流出时，停止注塑，同时对注塑流道腔模进行冷却，使熔融塑料冷却凝固，得到基于流场阵列排布的塑料模板；将塑料模板与注塑流道腔模分离；以塑料模板为压印压头，对置于基槽内的低熔点金属进行压印，通过控制塑料模板压入的深度，可获得不同高度的基于流场阵列排布的金属散热芯；本扰流柱可适用于空冷与水冷的方法，性能更佳，能达到强化传热的目的，提高散热器的散热量，增大其传热系数，优化了散热的性能，且在生产工艺应满足大批量生产的要求，生产成本低，加工效率快。

Description

一种基于流场阵列排布的扰流柱及其制备方法与模具

技术领域

本发明涉及散热领域，尤其涉及一种基于流场阵列排布的扰流柱及其制备方法与模具。

背景技术

现代社会的发展离不开各种电子设备的技术支持，这些电子设备在航天航空、商业设备、军工设备等领域都有着飞快的发展。随着科技的发展，目前电子设备正向着微型化、大功率化的方向发展，但伴随而来的就是其散热问题，由于电子设备的集成度提高，其功率密度不断增大，所产生的热量也越难以快速散发出去，导致其使用寿命、稳定性及可靠性降低。若不能妥善地解决电子设备的散热问题，将会严重影响到未来电子设备的推广及发展，即需要对电子设备的散热设计提出更为严格的要求。

而现在常用的冷凝方式通常是在需要进行热传递的表面通过增加导热性较强的金属片或金属柱，以增大换热装置的换热表面积，这种方法是目前市场上最流行的散热方式。传统的散热柱基本是在挤压成型的基础上进行机加工，加工难度大、成本较高。因此，需要一种加工更加简便，生产成本更低的加工工艺。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种基于流场阵列排布的扰流柱及其制备方法与模具，解决传统的散热柱散热效果不佳、加工难度大、成本高等问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种基于流场阵列排布的扰流柱的制备方法如下：

(1)在模具的注塑流道腔模3一端的入口处，高速注入耐高温熔融塑料，待耐高温熔融塑料从注塑流道腔模3另一端出口处流出时，停止注塑，同时对注塑流道腔模3进行快速冷却(采用水冷方式)，使耐高温熔融塑料能快速冷却凝固，得到基于流场阵列排布的塑料模板6；

(2)将塑料模板6与注塑流道腔模3分离，并将塑料模板6切割成所需的尺寸；

(3)以塑料模板6为压印压头，对置于基槽内的低熔点金属进行压印，通过控制塑料模板6压入的深度，可获得不同高度的基于流场阵列排布的金属扰流柱；

(4)压印完成后对低熔点融金属进行冷却固化，经脱模后获得到与塑料压头孔洞结构相应的竖立在基板上的基于流场阵列排布的金属扰流柱。所述金属扰流柱的截面形状为呈圆形或者菱形。

步骤(1)中所述塑料模板6为聚四氟乙烯、尼龙等高温塑料，其熔点大于所述低熔点金属的熔点。

步骤(1)中所述模具在注塑前的温度为80℃～100℃，停止注塑时，采用水冷方式快速冷却至30℃～40℃。

步骤(3)中所述低熔点金属为熔点低于232℃的锡、锡合金等。

通过上述方法即可得到的基于流场阵列排布的扰流柱。

用于上述述制备方法中的模具，所述模具包括下限位板2、上限位板4以及夹持在下限位板2与上限位板4之间的两端开口的注塑流道腔模3，所述注塑流道腔模3内具有竖直的柱体阵列1。

所述上限位板4通过螺栓5与注塑流道腔模3连接。

所述柱体阵列1有多根截面形状呈圆形或者菱形。

所述柱体阵列1有多根截面形状呈三角形或者椭圆形。

本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：

(1)本发明的扰流柱是基于流体阵列分布的，可适用于空冷与水冷的方法，性能更佳，能达到强化传热的目的。

(2)本发明制造的基于流场阵列排布的扰流柱，增加外壁的散热面积，提高散热器的散热量，增大其传热系数，优化了散热的性能。

(3)本发明的扰流柱可应用在液体冷板流道中的扰流柱上，工艺简单，可以减少冷板的制造成本，加快冷板的生产效率。

(4)本发明所制造的扰流柱的散热面积可控，且在生产工艺应满足大批量生产的要求，生产成本低，加工效率快。

附图说明

图1为本发明制备基于流场阵列排布的扰流柱方法中使用的模具结构示意图。

图2为本发明的模具未注塑前的截面示意图。

图3为本发明注塑流道腔模，高速注入耐高温熔融塑料的工作示意图。

图4为图3中A-A剖视图，即注塑流道腔模高速注入耐高温熔融塑料的横截面工作示意图。

图5为本发明塑料模板6(孔洞结构)脱模后的一种结构示意图。

图6为本发明塑料模板6压印后脱模状态的工作示意图。

图7为本发明塑料模板6压印后所得的流场阵列排布的平行分布扰流柱示意图。

图8为本发明塑料模板6(孔洞结构)脱模后的，另一种孔洞叉排分布结构示意图。

图9为采用图8塑料模板6后获得的叉排分布扰流柱示意图。

图10为本发明塑料模板6(平行分布的孔洞结构)示意图。

图11为采用图10塑料模板6压印后获得的平行分布扰流柱示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。

实施例

如图1至11所示。本发明一种基于流场阵列排布的扰流柱的制备方法中使用的模具包括下限位板2、上限位板4以及夹持在下限位板2与上限位板4之间的两端开口的注塑流道腔模3，所述注塑流道腔模3内具有竖直的柱体阵列1。

所述上限位板4通过螺栓5与注塑流道腔模3连接。通过螺栓5可拆卸上限位板4。

所述柱体阵列1有多根截面形状呈圆形或者菱形。

所述柱体阵列1有多根截面形状呈三角形或者椭圆形。

基于流场阵列排布的扰流柱的制备方法可通过下述步骤实现：

(1)在模具的注塑流道腔模3一端的入口处，高速注入耐高温熔融塑料(其温度高于300摄氏度时处于熔融状态)，待耐高温熔融塑料从注塑流道腔模3另一端出口处流出时，停止注塑，同时对注塑流道腔模3进行快速冷却，使耐高温熔融塑料能快速冷却凝固，得到基于流场阵列排布的塑料模板6；

(2)将塑料模板6与注塑流道腔模3分离，并将塑料模板6切割成所需的尺寸；

(3)以塑料模板6为压印压头，对置于基槽内的低熔点金属进行压印，通过控制塑料模板6压入的深度，可获得不同高度的基于流场阵列排布的金属扰流柱；

(4)压印完成后对低熔点融金属进行冷却(50℃～-70℃)固化，经脱模后获得到与塑料压头孔洞结构相应的竖立在基板上的基于流场阵列排布的金属扰流柱。所述金属扰流柱的截面形状呈圆形或者菱形。

步骤(1)中所述塑料模板6为聚四氟乙烯、尼龙(尼龙66)等高温塑料，其熔点大于所述低熔点金属的熔点。

步骤(1)中所述模具在注塑前的温度为80℃～100℃(该温度有利于耐高温熔融塑料的流动)，停止注塑时，采用水冷方式快速冷却至30℃～40℃。

步骤(3)中所述低熔点金属为熔点低于232℃的锡、锡合金等。

通过上述方法即可得到的基于流场阵列排布的扰流柱。

本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于流场阵列排布的扰流柱的制备方法，其特征在于制备步骤如下：

(1)在模具的注塑流道腔模(3)一端的入口处，注入熔融塑料，待熔融塑料从注塑流道腔模(3)另一端出口处流出时，停止注塑，同时对注塑流道腔模(3)采用水冷方式冷却，使熔融塑料冷却凝固，得到基于流场阵列排布的塑料模板(6)；

(2)将塑料模板(6)与注塑流道腔模(3)分离，并将塑料模板(6)切割成所需的尺寸；

(3)以塑料模板(6)为压印压头，对置于基槽内的低熔点金属进行压印，通过控制塑料模板(6)压入的深度，可获得不同高度的基于流场阵列排布的金属扰流柱；

(4)压印完成后对低熔点融金属进行冷却固化，经脱模后获得到与塑料模板(6)孔洞结构相应的竖立在基板上的基于流场阵列排布的金属扰流柱。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，通过注塑流道腔模(3)内柱体阵列(1)的阻挡作用，使熔融塑料高速流动过程受到冲击，流体沿流场线分流且最终汇聚于一线，形成流体线型的孔结构。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述塑料模板是具有基于流场阵列排布的结构，其孔洞结构与柱体形状相应，孔洞的整体形状为：在注塑流道腔模(3)入口侧的孔洞形状、尺寸与柱体形状相同，而随着流速方向，即出口侧的孔洞形状、尺寸，基于流场线逐渐减小。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述金属扰流柱的截面形状为呈圆形或者菱形；所述塑料模板(6)为聚四氟乙烯或者尼龙，其熔点大于所述低熔点金属的熔点。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述模具在注塑前的温度为80℃～100℃，停止注塑时，采用水冷方式冷却至30℃～40℃；所述步骤(3)中，低熔点金属为熔点低于232℃的锡、锡合金。

6.采用权利要求1至5中任一项所述制备方法得到的一种基于流场阵列排布的扰流柱。

7.用于权利要求1至5中任一项所述制备方法中的模具，其特征在于：所述模具包括下限位板(2)、上限位板(4)以及夹持在下限位板(2)与上限位板(4)之间的两端开口的注塑流道腔模(3)，所述注塑流道腔模(3)内具有竖直的柱体阵列(1)。

8.根据权利要求7所述的模具，其特征在于：所述上限位板(4)通过螺栓(5)与注塑流道腔模(3)连接。

9.根据权利要求8所述的模具，其特征在于：所述柱体阵列(1)有多根截面形状呈圆形或者菱形。

10.根据权利要求7所述的模具，其特征在于：所述柱体阵列(1)有多根截面形状呈三角形或者椭圆形。