电化学3D打印 vs 绿激光：纯铜冷板助力AI算力散热的两种工艺

液冷冷板3D打印已成为本行业当前最热门的应用之一，被广泛熟知的当属激光粉末床熔融工艺，但实际上，电化学3D打印对纯铜冷板的制造同样具有优势。

笔者注意到，知名电化学3D打印技术开发企业Fabric8Labs，与伊利诺伊大学合作，过结合拓扑优化技术，开发出了一款具有高性能和可制造的纯铜冷板，显著提升了液冷散热能力，同时降低了压降和能耗。

➡️ 拓扑优化设计：结构更复杂，功能性更强

AI数据中心的一大问题是其需要高效的散热，散热板内有空心通道，可让冷却液流过，快速把热量带走。

传统冷板采用平直微通道，在增强换热的同时会带来压降增加；针翅、扰流肋等虽能增强换热，但大多结构简单，散热能力未能充分发挥。拓扑优化技术确实能够生成非直觉、性能最优的材料布局，同时降低热阻和压降。

Fabric8Labs的这项研究，是让电脑通过计算，自动生成像树枝分叉或网络一样的复杂水道。这种结构能让冷却液与导热片的接触面积更大，同时不阻碍冷却液的流动，从而提升散热效率。

具体来看，拓扑优化是通过多物理场仿真软件COMSOL Multiphysics建立密度法拓扑模型，在压降约束下以最小化基底温度为优化目标，模型自动生成非直观的分支状鳍片结构。

在几何形态方面，传统针翅多为简单方形、圆形或菱形截面，拓扑优化后的翅片截面为复杂有机形状，包含微孔、微肋，且沿高度方形也会出现变化；翅片的结构尺寸与排列间距均为数十微米，采用周期性重复优化排列。

➡️ 制造手段：电化学3D打印纯铜，强调室温低应力制造

结构有了，就要考虑制造的问题。微米级别的精细特征，传统加工技术并不能加工，就要考虑3D打印。

绿激光确实是一种好的更好的制造手段，但其固有的问题是热成型，热应力无法避免，分辨率仍受到光斑直径和粉末粒度的影响。在成型几十微米级别的结构时，良品率是个大问题。

Fraunhofer ILT绿激光3D打印铜产品

相比之下，电化学3D打印的优势就显现出来。

需要强调的是，电化学3D打印是一种室温成型技术。它以离子沉积的形式，逐个堆积铜离子来实现结构制造，因此能够生产极其精细的特征、复杂内结构与高纯度材料。

Fabric8Labs公司支出，其电化学3D打印工艺的沉积铜纯度可达99.95%，打印精度达33μm，相比LPBF的50-100um，可更精准复现拓扑优化生成的亚毫米级分支结构；由于是室温工艺，无需消除热应力变形，无需去支撑结构或进行后处理抛光。

电化学3D打印的散热器件

采用电化学3D打印的拓扑优化冷板，经光学显微镜和SEM检测后发现与设计模型高度一致，最小特征尺寸为几十微米；翅片底部、侧壁及悬挑部分非常干净，无多余的凸起，翅片表面致密且相对光滑，无明显层纹。

这些特征显示了电化学3D打印在超高精度冷板制造方面，相比绿激光的优势。

研究显示，经拓扑优化和电化学3D打印的冷板，与传统方形针翅冷板相比，在相同流量下，热阻降低了32%；在相同热阻下，压降降低了68%。

➡️ 产业应用与前景展望

笔者查询到，聚集大规模数据中心业务的纬颖科技，与Fabric8Labs合作开发了3.5kW的液冷板，电化学3D打印技术优化了冷板的热工水力性能，使芯片的温度分布更加均匀，相比传统切削技术制造的微通道冷板，散热性能提升了48%。

电化学3D打印的针翅散热器

Fabric8Labs与纬颖科技合作开发3.5kW液冷板

在国内，从事电化学3D打印冷板开发的企业是广东中山仲德科技有限公司，它于2026年4月完成数千万级A+轮融资，其技术路线与该文描述的电化学增材制造相近，同样聚焦微通道液冷盖板，前文提到的拓扑优化及其设计出的结构，可无缝衔接。

AI算力行业的大爆发让冷板和散热器制造成为新兴的3D打印技术应用，由于铜材料的特殊性，绿激光和电化学3D打印成为更具优势的解决方案。从本文可以看出，它们其实也存在差异，主要在于制造速度与精度，这会影响到成本与规模化水平。

注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。#液冷 #3D打印