I. Nhu cầu về tản nhiệt bằng đồng-kênh vi mô đang tăng nhanh; Sản xuất truyền thống đấu tranh để đáp ứng nhu cầu sản xuất hàng loạt
Khi mức tiêu thụ năng lượng AI vượt quá mức kilowatt, hệ thống làm mát không khí truyền thống và làm mát bằng chất lỏng tiêu chuẩn gặp khó khăn trong việc xử lý tải nhiệt cực độ. Do đó, các bộ tản nhiệt bằng đồng-kênh vi mô-có các kênh dòng chảy bên trong chính xác từ 50 đến 500 μm-đã nổi lên như một giải pháp quản lý nhiệt cốt lõi cho máy tính-cao cấp. Chúng mang lại ba ưu điểm chính: diện tích bề mặt trao đổi nhiệt lớn, đường dẫn nhiệt ngắn và tiêu tán các điểm nóng có mục tiêu. Những tính năng này giúp giảm thiểu các vấn đề như tích tụ nhiệt trong kiến trúc xếp chồng và điều chỉnh hiệu suất do quá nóng. Việc sản xuất tấm làm mát bằng chất lỏng truyền thống chủ yếu dựa vào kỹ thuật{10}cánh tản nhiệt và hàn chân không; những phương pháp này gặp phải những hạn chế đáng kể về tính linh hoạt của cấu trúc, độ chính xác{11}của vi kênh, mật độ trao đổi nhiệt và độ tin cậy. Hơn nữa, việc phụ thuộc vào các vòng đệm hàn tạo ra rủi ro rò rỉ, khiến chúng không phù hợp với các ứng dụng-nhiệt-thông lượng cao-chẳng hạn như AI và các lĩnh vực năng lượng mới-đòi hỏi hiệu suất cao, khả năng tích hợp cao và độ tin cậy cao.
Công nghệ in 3D kim loại khắc phục các tắc nghẽn sản xuất truyền thống bằng cách cho phép hình thành trực tiếp các hình học phức tạp, khiến nó phù hợp một cách tự nhiên với các cấu trúc tôpô nhẹ và thiết kế tích hợp. Tuy nhiên, tia laser hồng ngoại (đỏ) truyền thống gặp khó khăn trong quá trình xử lý đồng do độ phản xạ cao của kim loại và dẫn đến các khuyết tật hình thành. Ngược lại, in 3D bằng laser xanh đã nổi lên như một con đường công nghệ quan trọng để giải quyết những điểm yếu này.
II. In 3D bằng Laser xanh: Một quy trình mang tính cách mạng giải quyết thách thức hình thành các kênh Micro-đồng nguyên chất
Do những hạn chế đáng kể của quy trình truyền thống, tính năng in 3D bằng laze xanh-sử dụng nguồn sáng 532nm-đã sẵn sàng để áp dụng trong công nghiệp. Laser hồng ngoại truyền thống thể hiện tỷ lệ hấp thụ cực thấp ở các kim loại có độ phản chiếu cao như đồng, khiến việc in 3D chính xác bằng đồng nguyên chất trở nên khó khăn. Tuy nhiên, công nghệ in 3D laser xanh (532nm) đã phát triển trong những năm gần đây và đạt được-việc triển khai công nghiệp hàng loạt nhỏ; hiện tại công ty đã bước vào lĩnh vực sản xuất tản nhiệt bằng đồng{10}kênh vi mô, mặc dù việc sản xuất hàng loạt trên quy mô{11}}vẫn chưa được thực hiện.
Bước đột phá cốt lõi của công nghệ laser xanh nằm ở việc tăng tốc độ hấp thụ tia laser của đồng nguyên chất lên hơn 8 lần so với tia hồng ngoại truyền thống. Điều này làm giảm đáng kể các điểm yếu của ngành như khó nấu chảy đồng và quá trình tạo hình không ổn định, cho phép tạo ra các cấu trúc có thành siêu mỏng (0,05 mm) và mật độ vượt quá 99,8%, đồng thời hỗ trợ in tích hợp liền mạch. Nó cho phép chế tạo-dạng tự do các vi kênh cấu trúc liên kết fractal, pin{6}}và mô phỏng sinh học, đáp ứng hiệu quả các yêu cầu quản lý nhiệt đa dạng và có độ chính xác cao-của AI đồng thời khắc phục các hạn chế về cấu trúc của quy trình sản xuất truyền thống.
III. Laser xanh Raycus đặt nền tảng vững chắc cho-In 3D bằng đồng trong sản xuất hàng loạt với thông số hiệu suất cao-
Khi in 3D bằng laze xanh chuyển từ xác thực kỹ thuật sang sản xuất hàng loạt-quy mô lớn, nút thắt quan trọng không nằm ở bản thân thiết bị in mà nằm ở nguồn sáng lõi-cụ thể là laze xanh có đặc điểm là công suất cao, chất lượng chùm tia vượt trội và độ ổn định cao. Laser xanh công suất cao-của Raycus Laser được thiết kế cho các ứng dụng sản xuất bồi đắp liên quan đến các kim loại có độ phản chiếu cao như đồng, cung cấp các giải pháp nguồn sáng cấp-công nghiệp.
1. Tỷ lệ hấp thụ cao: Giúp vượt qua những thách thức trong chế biến đồng. Tốc độ hấp thụ của đồng nguyên chất ở bước sóng 532nm cao hơn 8 lần so với bước sóng hồng ngoại 1064nm truyền thống. Sự khác biệt này về cơ bản làm thay đổi sự kết hợp năng lượng: thay vì bị phản xạ và mất đi phần lớn ở bề mặt đồng, năng lượng laser đi vào bể nóng chảy một cách hiệu quả, dẫn đến trường nhiệt độ đồng đều hơn, giảm bắn tung tóe và quá trình tạo hình ổn định hơn. Đối với tản nhiệt bằng đồng có kênh vi-, bể tan chảy ổn định là điều cần thiết để đạt được mật độ cao và độ dày thành chính xác.
2. Chất lượng chùm tia gần{1}}nhiễu xạ{2}}hạn chế: Đảm bảo độ chính xác của kênh vi mô-. Chất lượng chùm tia M² < 1,3 đảm bảo rằng sự phân bố năng lượng tại tiêu điểm laser gần gần với phân bố Gaussian lý tưởng, có các cạnh điểm sắc nét và năng lượng tập trung. Độ dày thành kênh vi mô-có thể được kiểm soát xuống tới 0,05 mm, phù hợp với chiều rộng kênh từ 50 đến 500 μm. Một chiếc máy duy nhất xử lý mọi thứ từ cấu trúc chốt-cực mịn cho đến việc lấp đầy mặt cắt-chéo{15}}lớn, loại bỏ nhu cầu chuyển đổi giữa nhiều nguồn sáng.
3. Độ ổn định lâu dài-cấp công nghiệp-: Điều kiện tiên quyết để sản xuất hàng loạt. Biến động công suất duy trì trong khoảng ±8 W trong quá trình in liên tục vượt quá 8 giờ. Điều này phân biệt khả năng sản xuất nguyên mẫu với khả năng sản xuất hàng loạt. Do chu kỳ in dài cần thiết cho bộ tản nhiệt bằng đồng có kênh vi-, sự lệch điện sẽ trực tiếp gây ra biến động về mật độ giữa các lớp. Độ ổn định này đã được xác minh thông qua thử nghiệm của khách hàng, cho thấy sự dao động mật độ dưới 0,2% trong các bộ phận được sản xuất theo lô.
4. Thiết kế đường dẫn quang truyền dài: Giảm các rào cản tích hợp.
Việc sử dụng cáp quang đầu ra dài 4-m- giúp giảm đáng kể độ khó cũng như thời gian tích hợp và chạy thử, giúp hệ thống phù hợp với các ứng dụng xử lý định dạng lớn.
Các tia laser màu xanh lá cây-công suất cao của Raycus Laser đã được các nhà sản xuất thiết bị in 3D hàng đầu lựa chọn, một minh chứng mạnh mẽ cho hiệu suất của sản phẩm và khả năng phân phối của công ty.
IV. Việc mở rộng nhu cầu điện toán hạ nguồn mở ra tiềm năng tăng trưởng to lớn cho công nghệ Laser xanh
Khi các mô hình AI lớn phát triển, các cụm điện toán cao cấp-mở rộng và mức tiêu thụ điện năng tiếp tục tăng, các giải pháp làm mát bằng chất lỏng kênh vi-đang ngày càng nổi lên như một giải pháp thay thế cho việc làm mát bằng nước truyền thống. In 3D bằng laze xanh cho phép tạo ra các thiết kế kênh dòng chảy tôpô phức tạp mà các phương pháp sản xuất truyền thống khó đạt được, từ đó đáp ứng nhu cầu quản lý nhiệt của các công nghệ đóng gói tiên tiến như Chiplets và xếp chồng 3D. Cùng với việc giảm chi phí thiết bị và cải thiện độ ổn định của quy trình, công nghệ này đã sẵn sàng chuyển đổi từ tùy chỉnh-hàng loạt nhỏ sang sản xuất hàng loạt-quy mô lớn. Trong vòng 2 đến 3 năm tới, dự kiến nó sẽ thâm nhập vào lĩnh vực quản lý nhiệt cho máy chủ, trung tâm điện toán AI và GPU-cao cấp, trở thành quy trình sản xuất cốt lõi cho tản nhiệt bằng đồng{10}kênh vi mô và thúc đẩy tăng trưởng trên toàn bộ thiết bị laser và chuỗi cung ứng sản xuất chính xác.
