3D打印铜钢同体：散热设计全靠AI算法生成

德国Fraunhofer IGCV最近展示了令人侧目的新零件：

铜和钢在同一个打印件里无缝融合，高温区用铜导热，承力区用钢撑结构。

用Schaeffler Aerosint的多材料铺粉系统实现的。

之前我们也分享过这个设备的原理。

这个多材料打印案例正在改变热管理设计的底层逻辑。

为什么是铜钢组合？

散热领域一直有个两难，铜导热好但软，钢强度高但导热弱。

传统方案要么妥协材料，要么靠焊接拼装。

焊缝是隐患，钎焊工艺成品率不高，扩散焊设备门槛又高。

多材料打印直接跳过了这个困境。

同一个零件里，热流路径用铜，结构承载用钢，两种材料在微观尺度上形成梯度过渡，避免了界面应力集中。

Fraunhofer通过调整扫描顺序和搭接区参数，实现了致密的双金属界面。

这在几年前被认为几乎不可能，因为铜和钢的热膨胀系数和导热率差异太大。

AM易道看完这个案例，还有几个核心问题我们还没有找到答案，期待读者评论区分享。

界面强度怎么验证？

电化学腐蚀风险？ 铜钢接触在潮湿环境下会形成电偶，加速腐蚀。这对长期可靠性是个隐患，尤其在液冷场景。

温度循环扛得住吗？两种材料的界面会不会开裂？

说回开头那个铜钢复合零件。它的设计者不是工程师，而是LEAP71的Noyron，一个大型计算工程模型。

LEAP71的思路是让算法从零开始生成设计。

输入性能参数和制造约束，输出可直接打印的几何文件。不画草图，不建模，不做拓扑优化的后处理。

拓扑优化是从已有几何出发做减法，Noyron是从空白画布开始，用物理逻辑和工程知识直接生长出结构。

LEAP71的创始人Josefine Lissner说：用神经网络训练再多3D模型也没用，因为网格本身不理解功能。几何必须服从物理定律，这不是统计学习能覆盖的。

他们已经用这套方法设计并点火测试了多款火箭发动机，包括传统钟形喷管和气尖发动机。

LEAP71指向的未来是，设计的产出不再是一个CAD文件，而是一段可复用、可迭代的代码。

每生成一个零件，都在反哺系统的知识库。设计变成了软件工程，知识产权从图纸变成了算法。

对散热设计来说，意味着你不再需要一个个画翅片、调流道，而是告诉系统：

热源功率多少、体积约束多少、流阻预算多少、用什么材料组合，剩下的交给计算。

当然，这方面还很早期。

Noyron目前聚焦航天推进系统，热交换器是他们明确提到的下一个方向。

多材料打印提供了制造可能性，计算工程提供了设计方法论，两者正在交汇。