[发明专利]一种仿叶组织多孔散热器的设计及制造方法

权利要求书

1.一种仿叶组织多孔散热器的设计及制造方法，其特征在于步骤如下：

(1)确定双胞元仿叶组织结构形式；

(2)引入融合因子进行双胞元仿叶组织结构的光滑过渡处理；

(3)建立双胞元仿叶组织结构曲面模型；

(4)生成仿叶组织多孔散热器三维模型；

(5)根据步骤(4)所得三维模型进行增材制造，生成仿叶组织多孔散热器；

所述步骤(1)中，确定双胞元仿叶组织结构形式的具体方法为：

分析叶片组织截面结构，设计双胞元形式仿叶组织结构，通过P函数、D函数模拟叶表细胞、叶肉细胞，形成仿叶表细胞层、仿叶肉细胞层；

所述仿叶表细胞层的函数表达式为：

f_P(x,y,z)＝cos(x)+cos(y)+cos(z)＝0

所述仿叶肉细胞层的函数表达式为：

f_D(x,y,z)＝sin(x).*sin(y).*sin(z)+sin(x).*cos(y).*cos(z)+

cos(x).*sin(y).*cos(z)+cos(x).*cos(y).*sin(z)＝0；

所述步骤(2)中，双胞元仿叶组织结构的光滑过渡处理方法具体为：

所述融合因子k_P、k_D分别为仿叶表细胞层融合因子、仿叶肉细胞层融合因子，其中：

k_P+k_D＝1；

引入融合因子后的双胞元仿叶组织函数表达式为：

Leaf(x,y,z)＝k_P*f_P(x,y,z)+k_D*f_D(x,y,z)。

2.根据权利要求1所述的一种仿叶组织多孔散热器的设计及制造方法，其特征在于：

所述步骤(3)中，双胞元仿叶组织结构曲面模型的建立步骤如下：

通过Matlab生成光滑过渡的双胞元仿叶结构曲面，并根据设计任务需求确定仿叶表细胞层融合因子k_P，并根据确定后的参数生成双胞元仿叶组织结构曲面模型。

3.根据权利要求2所述的一种仿叶组织多孔散热器的设计及制造方法，其特征在于：

所述仿叶表细胞层融合因子k_P通过解析法设计生成为二元多次函数，或根据设计任务有限元模拟结果，通过数值法设计生产。

4.根据权利要求3所述的一种仿叶组织多孔散热器的设计及制造方法，其特征在于：

所述步骤(4)中，仿叶组织多孔散热器三维模型的生成步骤如下：

通过Matlab导出双胞元仿叶组织结构曲面STL模型，将所得STL模型导入三维建模程序，进行偏置曲面处理后生成仿叶组织多孔散热器三维模型。

5.根据权利要求4所述的一种仿叶组织多孔散热器的设计及制造方法，其特征在于：

所述步骤(5)中，增材制造生成仿叶组织多孔散热器的具体方法为：

将仿叶组织多孔散热器三维模型导入Magics程序，进行面片检查、修复，将修复后模型进行分层切片处理，将所得切片文件导入激光选区熔化成形设备进行增材制造。

6.根据权利要求5所述的一种仿叶组织多孔散热器的设计及制造方法，其特征在于：

增材制造过程中，采用铝合金粉末、钛合金粉末、铜合金粉末为原材料，粉末粒径范围为0.01-0.06mm，呈正态分布。

7.根据权利要求6所述的一种仿叶组织多孔散热器的设计及制造方法，其特征在于：

增材制造过程中，成形工艺参数为：

激光功率180-320W、扫描速度800-1200mm/s，层厚0.03-0.04mm、扫描间距0.08-0.10mm、层间相位角23°、基板预热温度120-150℃。