A lightweight additively manufactured two-phase integrated natural convection heat sink
Notice bibliographique
Résumé
• Entirely hollow two-phase integrated heat sink fabricated by laser powder bed fusion. • Experimentally tested in thermosyphon and wicked modes using a LPBF grooved wick. • 19.2 % reduction in thermal resistance compared to baseline solid conduction heat sink. • 34 % weight reduction owing to entirely hollow architecture. Natural convection heat sinks are important for applications requiring passive or silent cooling. Conventional solid-finned heat sinks have limited performance due to the heat-spreading resistance of the base and fins, especially for small, localized heat sources. Two-phase heat sinks with embedded heat pipes can significantly improve thermal spreading, and metal additive manufacturing (AM), especially laser powder bed fusion (LPBF), can allow for innovative designs of these heat sinks in terms of thermal performance and weight savings. This study investigates the thermal performance of a fully hollow heat sink architecture fabricated by LPBF. Heat spreading is accomplished by the fully integrated internal two-phase region and results in lower heat sink thermal resistance and mass. Two dimensionally identical heat sinks were fabricated with one solid-finned heat sink as a benchmark. The second heat sink was created with a hollow base and hollow fins and tested in two different operating modes: thermosyphon mode and heat pipe mode with a unique AM-hatched grooved wick. The tested AM-hatched grooved wick had a groove width of 0.19 mm, a groove height of 0.8 mm, and a hatch spacing of 0.43 mm. The heat sinks were fabricated using AlSi10Mg metal powder. The two-phase heat sinks were tested in air-cooled natural convection conditions. All thermal tests were performed for the heat sink in a vertical orientation. Acetone was used as the working fluid with filling amounts of 9, and 12 cm 3 . Results show a maximum reduction in thermal resistance of 19.2 % for the heat sink with the LPBF hatched grooved wick with 12 cm 3 acetone compared with the baseline solid heat sink while weighing 34 % less.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».