南极熊导读:由于AI技术的快速发展带动了GPU散热需求的井喷,最近金属3D打印散热开始火起来了。另外,陶瓷3D打印散热也开始冒头。

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△碳化硅液冷板

在高端芯片、5G/6G通信基站、航空航天电子及大功率IGBT模块等领域,散热设计正成为产品性能提升的关键瓶颈。传统金属散热器受限于材料导热率与结构设计自由度,已难以满足高功率密度设备的散热需求。碳化硅陶瓷以其优异的热导率(≥150 W/(m·K))、低热膨胀系数、高机械强度及良好的轻量化特性,成为新一代高效散热部件的理想材料

然而,长期以来,受制于碳化硅陶瓷成型难度大、复杂结构加工困难等问题,高性能SiC散热部件多停留在实验室阶段,难以实现产业化应用。

2025年10月29日,南极熊获悉,西安国宏天易智能科技有限公司基于自主研发的陶瓷光固化3D打印技术与高性能碳化硅浆料,实现了从材料配方、结构设计到打印烧结的全流程工艺突破,为行业提供了可实现复杂结构、高精度、高性能SiC陶瓷散热部件的一站式制造方案。

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国宏天易陶瓷光固化3D打印机JH-C420

一、实现从二维微流道到三维多腔体复杂结构的高精度制造

传统加工工艺难以实现一体化成型的三维异形流道、分形流道或多腔体散热结构,而国宏天易通过其JH-C250型高精度光固化增材制造系统,可实现以下典型结构的稳定制造:

•异形截面流道(如Gyroid曲面、仿生拓扑结构)

•多级分支流道系统

•高深宽比微流道(深度比≥10:1)

•封闭腔体与多孔复合散热结构

“国宏天易不仅实现复杂结构‘从无到有’,更关键的是实现了‘从有到精’的工艺控制。”据国宏天易技术总监介绍,目前该工艺可实现±0.05mm的尺寸精度,并可控制烧结后部件翘曲变形<0.2%,满足多数精密电子装配要求。

二、关键性能指标达工业应用水平,批量化稳定性获验证

作为产业化落地的核心前提,国宏天易智能科技有限公司在材料性能与工艺一致性方面取得了实质性进展。根据其公布的性能测试数据,3D打印成形的SiC陶瓷部件已达到以下关键指标:

•密度:3.05–3.12 g/cm³

•抗弯强度:≥400 MPa

•热导率:>150 W/(m·K)

•抗压强度:≥1000 MPa

•硬度:>HRA90

这些数据表明,其增材制造SiC陶瓷在导热与力学性能方面已媲美传统方法制备材料,并在结构自由度上实现超越。

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△ 碳化硅液冷板实测图(测试条件100℃)

三、面向典型应用场景,提供定制化散热设计与制造服务

目前,国宏天易智能科技有限公司已与多家通信设备厂商、航空航天单位及功率电子企业展开合作,针对不同散热需求提供定制化SiC陶瓷散热基板与冷板解决方案,典型方向包括:

•5G/6G基站功率放大器散热模组

•航空航天机载电子设备冷板

•电动汽车IGBT模块散热基板

•高端GPU/CPU液冷散热结构

通过拓扑优化与流道仿真,可实现散热部件与热源的精确匹配,优化温度分布并提高散热效率。

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△ 碳化硅一体化散热结构

四、设计—制造一体化能力,缩短研发周期

据悉,该技术为设计人员提供了更高的自由度,可根据热源分布、空间限制与流体性能进行“设计为制造”(DFAM)优化,实现传统工艺无法达成的结构创新。同时,从图纸到样件的周期可缩短至传统工艺的1/3,助力客户实现产品快速迭代。

结语

西安国宏天易智能科技有限公司所推动的碳化硅陶瓷增材制造技术,正在从实验室走向产业化,为高功率电子、通信、航天等领域提供具备复杂结构、高性能与高可靠性的散热部件定制能力。随着材料性能的不断优化与工艺稳定性的提升,该技术有望成为下一代热管理系统的关键技术路径之一。