一项新尝试：在电子器件上直接3D打印散热结构

AI芯片、CPU、电子器件等高功率密度系统在运行过程中会产生局部热点，但传统散热方案往往架构统一。3D打印能否把热管理结构直接制造在电子器件上呢？

2026年5月，英国国家先进材料研究所就为这一假设提供了资金支持。

伍尔弗汉普顿大学的增材制造团队与英国电池及储能企业AceOn合作，将共同研究利用金属3D打印制造下一代电子设备的散热结构的方法，其中包括利用LPBF 3D打印工艺，探索将铜、铝等高导热材料直接打印到PCB电路板、氧化铝和功率器件上。

因此，该项目的核心目标并非简单打印一个散热片，而是在电子器件上直接3D打印铜或铝的TPMS超材料结构，从而提高热传递效率，并实现更紧凑的器件设计。

其应用方向包括新能源汽车、电力电子、可再生能源和高功率电子设备。

目前，该项目已经取得了一定进展，笔者查询资料发现，研究团队探索了直接在PCB电路板上3D打印铜散热结构的方法，为此进行了大量的参数开发并经历了很多失败。

但伍尔弗汉普顿大学的研究人员John Robinson近期披露，他们利用EOS M290设备中的光束整形技术，通过DOE参数优化，已经成功在PCB上直接打印了不同形状的纯铜TPMS散热结构。

初步试验显示，散热器的位置、方向、几何形状、与PCB的结合力以及与发热器件的热连接都会显著影响热性能。

该技术路线实际上将3D打印技术的应用从制造独立的散热结构，转向把热管理功能直接制造进电子产品。

John Robinson还明确提到，下一步将研究导体、半导体和绝缘材料的直接集成，最终探索直接制造具有电、热功能的电子或热电器件。

实际上该研究团队近年来一直在从事相关技术的开发，并已申请利用粉末床熔融3D打印制造多材料半导体器件的方法专利。他们认为未来的结构将不再是“铜打印件+电子器件”，而是“导体 + 半导体 + 绝缘体 + 热管理结构”。

此外，John Robinson早期开展过利用红外激光3D打印铜-银一体结构的研究，发现采用LPBF技术3D打印的纯Ag的热性能明显高于纯Cu和Cu-Ag，而纯Cu具有更好的导电性能；此外，3D打印的Cu-Ag一体结构的强度性能明显更高。

其特别强调了光束整形技术和新的扫描策略对拓宽其研究范围带来的可能性。

尤其对于纯铜和多材料打印而言，借助光束整形、矢量级的过程控制，可以更加精确的调控激光能量在不同区域的分布以及材料的熔化行为，从而突破传统固定光斑和单一扫描策略的工艺限制。

这不仅有助于实现难成形材料的3D打印，还为不同材料在同一制造过程中实现选择性加工、界面结合和功能集成提供了新的工艺路径。

注：本文由3D打印技术参考创作，未经授权，谢绝转载。#增材制造 #3D打印