2026国际3D打印冷板设计大赛,中国团队再次取得好成绩
3D打印技术参考注意到,由电子与光子设备热管理技术委员会(ASME K-16)与半导体热与热机械多物理现象国际会议(IEEE ITherm),联合举办的2026年学生冷板设计竞赛,中国学生团队再次取得好成绩。
此次大赛共有三支队伍进入决赛。分别是来自滑铁卢大学和阿尔伯塔大学的MSAM MDAM团队,香港中文大学、东华大学NERL-MNEMS团队,以及中国诺丁汉大学的MicroAero团队。
可以看出中国团队一如既往地的具有强大实力。

➡️ 竞赛概括
本次竞赛仍然聚焦高功率电子设备的液冷散热。参赛团队要解决芯片表面功率分布不均导致的热点问题,同时降低压降,提升综合性能指标。
也就是说,并不是单纯要求把芯片温度压到最低才是优秀。
设计的挑战在于,高功率区域需要更高的散热能力,但流体会自然选择低阻力路径,传统微通道会显著增加压降,导致流量分配不均,造成热点集中。
评分标准以品质因数(FoM)作为衡量依据,它能综合衡量热阻降低和压降降低的程度,数值越高代表设计越好。
今年的参赛设计仍然以铜冷板为主,学生们将设计、分析并优化一种采用3D打印技术制造的冷板,撰写白皮书,分析其设计并记录设计过程。
电化学3D打印技术开发公司Fabric8Labs依然是本届大赛的冷板制造商。

➡️ 香港中文大学团队
该团队的设计特点为仿生分形流道铜冷板,他们将冷板分成了三个主区域,中心高功率区域的微通道尺寸为166.6μm(增强散热),两侧低功率区的微通道尺寸为200μm(降低压降),低功率区又进一步细分了高流量区、低流量区和极低流量区几个子区域。



整体采用双层正交鳍片,微通道尺寸在X/Y方向上变化复杂,使用传统加工困难,但适合3D打印高效制造。
该设计取得效果是,压降显著降低了27.7%,最高芯片温度降低了0.5℃。其FoM值为9.46%。
➡️ 中国宁波诺丁汉大学团队
该团队的设计特点为复杂仿生/网状流道铜冷板,使用拓扑优化方法生成了类似生物脉络的分支热通道结构,能够优先将热量从高功率区引导至边缘。
但是,原始拓扑存在边界层增厚和流动停滞的问题,设计团队为了弥补这些不足,引入了流线型通道、变密度针鳍阵列、倒三角穿孔和集成的切片结构。



经过多个版本的迭代,最终设计使压降降低了45.2%,最高芯片温度虽上升了3.08℃,但优化了流动阻力,整理热-水力平衡指标为正,其FoM值为3.75%。
➡️ 滑铁卢大学和阿尔伯塔大学团队
该团队的产品设计特点是平行直通道铜冷板。设计中包含两种混合结构,入口区采用直矩形微通道,壁厚和通道宽度均为0.125mm,高度2mm用于冷却高功率区;下游区采用拓扑优化矢量场定向布置的流线型翼型鳍片(Streamfins) ,其头部与尾部的直径均为0.1mm,半翼展为0.246mm,采用顺列阵列,用于冷却低功率区域。
该设计使压降降低了42.5%,最高芯片温度上升了0.5℃,FoM值为10.96%。在高流量下,散热能力超过基准设计。
讨论
该竞赛是全球热管理领域极具影响力的学生赛事。根据3D打印技术参考对该大赛的关注,上一届比赛中国团队成绩就很显著,其中就有香港中文大学和宁波诺丁汉大学。
如今,流道设计从传统平行通道,开始向仿生分形、网状微通道等复杂结构演进,体现了3D打印技术在热管理领域的应用趋势。
设计的先进性变得更为重要,相关人才的缺乏已成为新问题。
可以看出,上述两所高校在3D打印冷板研究赛道已经积累了大量经验。同时,他们也将为这一新兴应用输送大量高端人才。
注:本文由3D打印技术参考创作,未经授权,谢绝转载。#热管理 #3D打印 #冷板 #电化学3D打印