Cookies op Tweakers

Tweakers maakt gebruik van cookies, onder andere om de website te analyseren, het gebruiksgemak te vergroten en advertenties te tonen. Door gebruik te maken van deze website, of door op 'Ga verder' te klikken, geef je toestemming voor het gebruik van cookies. Wil je meer informatie over cookies en hoe ze worden gebruikt, bekijk dan ons cookiebeleid.

Meer informatie

Studenten maken verschillende 3d-geprinte ontwerpen voor betere heatsinks

Onderzoekers van verschillende universiteiten hebben in een competitie 3d-geprinte ontwerpen gepresenteerd om tot betere heatsinks te komen. De uitdaging was om met innovatieve manieren en hedendaagse technieken heatsinks op een nieuwe manier te ontwerpen.

De heatsinkstudentencompetitie werd georganiseerd in het kader van de achttiende Intersociety Conference on Thermal and Thermomechanical Phenomena in Electronic Systems in Las Vegas. Van de 21 deelnemende teams zijn er uiteindelijk vijf uitgekozen voor de finale. Hun ontwerpen zijn daadwerkelijk gemaakt met een 3d-printer. Dat gebeurde door General Electric, de voornaamste sponsor van de competitie. Het grote Amerikaanse bedrijf hielp de vijf uitverkoren teams met hun ontwerpen, en printte en testte de gemaakte ontwerpen, waarna de teams ze op de conferentie mochten presenteren.

De competitie werd uitgeschreven door de American Society of Mechanical Engineers. De studenten moesten uitgaan van een set-up van een hittebron van 70x70mm, waarmee een computerprocessor werd nagebootst. Aan de studenten was het de taak om een eigen heatsink te ontwerpen die gemaakt kan worden door middel van additive manufacturing, ofwel 3d-printen. Om een gelijk speelveld te garanderen, moesten alle teams dezelfde dimensies aanhouden en alle ontwerpen werden geprint door General Electric-onderdeel Addworks met een GE Additive Concept Laser M2-printer. Bij alle ontwerpen werd aluminium als materiaal gebruikt en voor het testen werden dezelfde condities gebruikt, zoals voorgeschreven door de Oregon State University.

De vijf verschillende finalistenteams ontwierpen behoorlijk verschillende heatsinks. Bijvoorbeeld het team van Purdue University ging voor zijn ontwerp uit van topologieoptimalisatie. Dat is een wiskundige methode om de materiaaldistributie in een bepaalde ruimte te optimaliseren. Daarbij wordt niet begonnen met een initieel concept; in plaats daarvan werd begonnen met een initiële vorm en die werd steeds verder getweakt om de thermische weerstand te verbeteren. Dat proces werd net zolang herhaald tot bij het uiteindelijk ontwerp de beste prestaties werden behaald.

De vijf 'winnende' ontwerpen uit de finale.

Dit alles werd niet geheel door computers gestuurd; de topologieoptimalisatie leverde 2d-afbeeldingen op die vervolgens op grond van de intuïtie van de studenten in 3d-geometrieën moesten worden vertaald. Daar was bijvoorbeeld sprake van toen het algoritme aangaf dat er een poreuze structuur in het midden moest worden geplaatst. De studenten vulden dat in door te kiezen voor een x-vormig raster en de toevoeging van pinvinnen om de heatsink hoger te maken. Dat vergroot het oppervlak voor de hitteafdracht en helpt om de hitte evenredig aan de lucht af te geven. Volgens het team kwam die toevoeging niet voort uit het algoritme, maar wisten ze uit ervaring dat dat de prestaties zou verhogen.

Deze methode leidde niet tot een vorm die de studenten van het team hadden verwacht. "We begonnen niet met een vooraf bepaald idee over de vorm. Topologieoptimalisatie spuugt soms de gekste dingen uit, die moeilijk zijn te maken met conventionele methoden. Het was echter perfect voor deze competitie, omdat 3d-printen ons de vrijheid geeft om deze geometrieën te maken", aldus student Kalind Baraya. Het uiteindelijke ontwerp van zijn team heeft een soort glijdende L-vorm aan de ene kant en een uitstekende d-vorm aan de andere zijde. Deze d-vorm zorgt er volgens het team voor dat de luchtstroom langer circuleert. Zo blijft de luchtstroom langer in de heatsink en kan hij meer warmte afvoeren. Daarna leidt de L-vorm de opgewarmde lucht naar buiten.

Een ander team, van de Arizona State University, kwam tot een geheel ander ontwerp. In hun heatsink zijn lessen uit de ingenieurswereld gebruikt om te komen tot een zo efficiënt mogelijk ontwerp, waarbij de luchtstroom ronddraait, wat het mengen van de lucht zou moeten verbeteren en de turbulentie verhoogt. Volgens het team leidt dat tot een betere hitteafdracht.

3d-geprinte heatsink Arizona
Het ontwerp van het team uit Arizona

Volgens het team uit Arizona maakt het toepassen van 3d-printen het mogelijk om bepaalde features te integreren, wat met reguliere fabricageprocessen niet kan. Een voorbeeld daarvan is het produceren van een cilindrische honingraatstructuur, wat volgens de studenten normaal gesproken niet kan zonder dure nabewerkingsstappen. Met een 3d-printer is het mogelijk om complexere ontwerpen te creëren, waarmee het ook mogelijk wordt om een groter oppervlak op de heatsink toe te passen. Daarmee kan meer warme lucht van de elektrische componenten door de heatsink stromen zonder dat de efficiëntie wordt aangetast. Volgens de studenten is dat laatste een ontwerpbeperking die gangbaar is bij traditionele productietechnieken.

Voor zover bekend had de competitie geen ultieme winnaar, en ging het vooral om het leren en kunnen ontwikkelen van innovatieve ontwerpen. Mede daardoor is niet bekend hoe de ontwerpen zich wat de prestaties betreft verhouden tot bestaande, reguliere heatsinks voor bijvoorbeeld cpu's, die overigens ook een stukje groter zijn dan de ontwerpen van de studenten. De vijf finalisten kregen als 'prijs' de kans om hun ontwerpen in de faciliteiten van General Electric te testen en de mogelijkheid om zeer moderne testapparatuur van de Oregon State University te gebruiken.

Het team van Purdue ziet deze competitie vooral als een bewijs dat 3d-geprinte heatsinks daadwerkelijk nut hebben en voor allerlei applicaties te gebruiken zijn. De studenten benadrukken dat het er bij deze competitie om draaide tot een heatsink voor een specifiek probleem te komen. Ze zien hun topologieoptimalisatiemethode als een middel om voor allerlei verschillende toepassingen tot een ideale oplossing te komen. "Als je een speciaal gemaakte processor hebt op een ruimtevaartuig, een medisch apparaat of een supercomputer, dan is het 3d-printen van een op maat gemaakte heatsink speciaal voor die toepassing heel geschikt."

Een video over het ontwerp van Purdue

Door Joris Jansen

Nieuwsredacteur

08-08-2019 • 17:07

80 Linkedin Google+

Reacties (80)

Wijzig sortering
Heel leuk dit. Indertijd heb ik wel eens gefantaseerd over het gebruik van een roestvaststalen pannesponsje als materiaal voor een koeler. Maximaal oppervlak om warmte uit te stralen. De werkelijkheid zou alleen wat weerbarstiger zijn. Zo'n pannesponsje bestaat uit metaalkrullen die een grote lengte kunnen hebben en (edit) RVS is een waardeloze geleider, dus die metaalkrullen moeten van aluminium of koper zijn. Het oppervlak is zo dus wel maximaal gemaakt, maar de weg die de warmte moet afleggen is waarschijnlijk te groot en vertegenwoordigd een grote weerstand. Een andere uitdaging vormt de overdracht van de warmte aan de krullen. Omdat ze maar een hele kleine doorsnede hebben is de overdracht van warmte beperkt en moet over een goede interface worden nagedacht om de warmte in de krul te krijgen, met bijvoorbeeld solderen.

Maar dan deze 3D printoplossingen. Hierover kan ik echt opgetogen worden, en we konden erop wachten tot dit zou beginnen, bedenk het en het gebeurt. De vrijheid die door 3D printtechnieken ontstaat is enorm. Het speelveld voor het maken van koellichamen wordt opnieuw ingericht. En dit is nog maar het begin. In de huidige koelers (Towers met heat tubes, platte koelers met alleen een lamellen patroon en een fan erop) is het altijd zoeken naar een ultimatum tussen grootte(=afstand van warmtebron), oppervlak, warmtetransport (heat tubes bij grotere koelers) en maakbaarheid.

De grote afsaaier in deze afweging zijn de beperkingen voor wat economisch maakbaar is. Om een exotisch voorbeeld te geven kom ik nog een keer terug op die Sandia koeler. Die behaalde zijn performance ten opzichte van zijn afmetingen omdat de lamellen door de gekromde vorm optimaal door de langsstromende lucht worden aangestroomd, waardoor de isolerende werking van de grenslaag (relatief stilstaande lucht dicht bij het oppervlak van de lamellen) wordt geminimaliseerd. Deze cooler was het resultaat van een wetenschappelijk onderzoek, haar vorm was niet gelimiteerd door een productiebudget. Jaren later kwam Thermaltake met een op Sandia geïnspireerd product. Maar weg waren de gekromde lamellen. Er voor in de plaats waren twee ringen gekomen met lamellen die haaks op elkaar stonden. Dit maakte de koeler beter produceerbaar, ieder van de ringen was een open structuur die rechtstandig (lees: sneller, goedkoper) is uit te frezen. De coördinatenwolk nodig voor een nauwkeurige beschrijving van de gekromde Sandia lamellen en de gecurvde banen van de frees zou de snelheid van het freesproces omlaag brengen.

Met 3D printtechniek kunnen we het nog veel gekker maken dan wat Sandia met haar lamellen voorstelde. De Sandia koeler was nog een tweedimensionaal ontwerp, het was, hetzij moeilijk, nog freesbaar. Met 3D printtechniek kan ook in het verticale vlak lucht in beweging worden gebracht zodat een schoorsteen werking wordt gestimuleerd (denk ook even aan koeling van de Apple server/werkstation). In ieder geval is wat Thermaltake nog niet durfde mogelijk nu wel haalbaar.

Dat dit nog maar het begin is van een ontwikkeling kunnen we in een heel andere industrie zien. Dit turbineblad van Siemens geeft een inkijkje welke kant we op kunnen gaan (Oilandgas.com...blijkbaar hebben we een Amerikaanse site nodig voor een goed plaatje zonder allerlei gedoe). In de schoep is de vorm van luchtgeleiding geïntegreerd met de aanwezigheid van koelkanalen, en kanalen voor het uithollen van de schoep om haar lichter te maken. Dergelijke kanalen geven nog weer wat extra dynamiek aan de ontwerpen van onze koelers. Met de 3D printtechniek kan een heel listig vloeistofkoelblok gemaakt worden met een web van kanalen om zo een maximale oppervlaktevergroting en warmte-uitwisseling te krijgen. Ook kan je denken aan een speelse hybride structuur waarbij vloeistofkoeling en luchtkoeling met elkaar hand in hand gaan. Veel compacter gemaakt dan de huidige geïntegreerde vloeistofkoelers met ventilatorpakket.

Trouwens, in een langzaam roterend vinnenpakket a la Sandia met een goede verticale hoogte voor het schoorsteeneffect en in de vinnen meegeprintte koelkanalen die door het hoogteverschil voor een natuurlijke circulatie zorgen zijn lucht- en vloeistofstroming te combineren. Zou dit ding door zijn efficiënte combinatie van lucht- en vloeistofstroming niet langzamer kunnen draaien voor zijn benodigde koelvermogen? De Sandia oplossing heeft wel een luchtspleet nodig, mogelijk nog wel een punt.

In eerste instantie gaan we 3D print koeloplossingen terugzien in mobiele hardware, daar is de behoefte aan een meer efficiënte koeling het grootst. Daarna hoop ik dat ook de aftermarkt koelfabrikanten los gaan.

[Reactie gewijzigd door teacup op 9 augustus 2019 10:04]

Zoiets dus, en dan wel met koper ;). Zeker een leuk voorbeeld. Dat het stil is geworden heeft naar mijn verwachting te maken met de interface van de mesh naar het koperen blok. Die moet innig zijn, ik lees er niets over hoe die verbinding tot stand is gebracht. Het mooiste zou zijn als het gedaan was met een soldeerbad.

Wat ik hierboven ook schetste, zo'n mesh is ook "sub-optimaal". De vorm en de structuur van de mesh is niet geoptimaliseerd voor een goede doorstroming. Misschien raakt de kern van de mesh zijn warmte niet eens kwijt aan de lucht, omdat die op die plek niet stroomt, en moet via geleiding warmte transport naar de flanken van de mesh transporteren. In dat geval is een massief blok misschien nog wel beter, omdat die ook een warmtecapaciteit vertegenwoordigd.

Dat uitbalanceren van tegenstrijdige eisen, innig contact, weglengte, oppervlaktevergroting zal ook nog wel een stap verder gaan dan wat koelerfabrikanten tot nu toe hebben gedaan, omdat die nu toe toch gelimiteerd waren tot variaties op het thema koelribben en heat tubes. Misschien een idee om een universiteit in een initieel project te betrekken als een dergelijke klus met het eigen personeel niet is aan te pakken. 3D printing daagt dus de inventiviteit nog veel meer uit, omdat vorm geen limiet is. Ik zie de samples uit dit topic ook als niet meer dan als aftasten, verkennen.

[Reactie gewijzigd door teacup op 9 augustus 2019 10:06]

Jammer dat er geen competitie was op verschillende categorieën, bijv beste koelvermogen bij <20 gram materiaal, of beste koelvermogen bij 400 gram materiaal, of minste geluidsproductie met toepassing van deze fan bij dit koelvermogen, lichtste koelelement voor 10 watt etc. Ik ben benieuwd wat ai-assisted designs nog kunnen verbeteren aan cooling..
Toch ga ik ervan uit dat het materiaal van deze "heatsinks" het niet lang uit zal houden op een hedendaagse CPU. :+
Met hun "dit is makkelijker met 3D printers."


Edit: Huh? Wait a minute? :o Aluminium? Kan je daar 3D prints mee maken?
Gemist. Ik loop achter. :F

[Reactie gewijzigd door HMC op 8 augustus 2019 17:18]

Koenigsegg haalt inmiddels (lees, al vrij lang) hun turbo's zelfs uit de 3D printer, dus ja dat kan prima. Met metaal heb je de optie om het of aan elkaar te sinteren, of met een hars te plakken en dan dat te vervangen voor een ander metaal achteraf, of om een 3D printje te maken met was en dan gewoon te gieten (niet echt metaal 3d printen dan).
Koeningsegg maakt 10 ? auto's per jaar met prijs van > 1 miljoen.
Natuurlijk is het bij die prijzen en hoeveelheden aantrekkelijk om 3d te printen.

Voor een heatsink is het de vraag of dat voor massaproductie loont, voor kleine speciale serie zullen er altijd mensen zijn die het willen betalen.
De vraag is natuurlijk ook over deze heatsinks beter presteren en zo ja hoeveel beter can conventioneel gemaakte.
Blijkbaar is het ook geschikt voor mass production, althans volgens HP
Propel your business with the most advanced metals 3D printing technology for mass production.
https://www8.hp.com/us/en...s/products/metal-jet.html
Jaja...

Wij krijgen geregeld dit soort verkoopspraatjes, maar als je al maar een paar honderd stuks nodig hebt ben je al goedkoper op een spuitgietmal te laten maken. Idem voor alu.
Vaak is het voordeel van een 3D printed object dat je vormen kunt maken die niet in een spuitgietmal kunnen worden gemaakt. En natuurlijk is een spuitgietmal goedkoper dan een dure 3d printer, maar voor elk nieuwe ontwerp moet er een nieuwe spuitgietmal worden gemaakt, naast dat het geld kost, kost het ook tijd. Het is een complexe rekensom die voor elk object anders is en niet met zo een opmerking over een kam te scheren is.

Right tool for the right job...

Er zijn tegenwoordig super complexe camcam straten die naast het de traditionele lassen, snijden draaien, vrezen ook kunnen 3D printen, dergelijke oplossingen kosten super veel geld. Echter zijn er bedrijven die daardoor veel geld kunnen verdienen, maar het is zeer zeker niet geschikt voor elke garage...
Lezen...
Verkopers van 3D printers beweren vaak dat printen van onderdelen, zelfs voor massa goedkoper is dan conventioneel.
Dat is het niet.
Wat ik in jouw stukje mis, is het woordje 'nog'. De oplages waarbij 3D printen goedkoper is dan massa productiemethodes, schuift steeds verder omhoog. Er zal altijd een omslagpunt blijven, dat is logisch.
Verkopers van 3D printers beweren vaak dat printen van onderdelen, zelfs voor massa goedkoper is dan conventioneel.
Dat ligt er geheel aan wat die 'massa' is en wat voor onderdeel het is. Ik weet dat bv. bepaalde bedrijven een aantal onderdelen weldegelijk in 'massa' productie nemen met 3D printers. Vaak heeft dat te maken met de voordelen van 3D printen met bepaalde materialen die niet (goed) te doen zijn met mallen. Denk bv. aan een holle bol die niet uit twee onderdelen bestaat. Of naar de hier genoemde heatsinks, dergelijke zaken kunnen erg, erg moeilijk met een mal worden gemaakt (denk aan super complexe en dure sliding-molds, welke ook niet geschikt zullen zijn voor elk materiaal.

En laten we wel wezen, 'verkopers' flikken dit in elke branch, in een hoop gevallen hebben ze zelfs de ballen verstand van wat ze verkopen. Of dat nu 3D printers zijn of warme broodjes... Never, nooit op de mooie blauwe ogen van een verkoper vertrouwen, maar duidelijk ook niet alles op je eigen kennis baseren, de kunst van goed ondernemen is vaak de juiste expertise te herkennen en die gebruiken om wel efficiënt te kunnen werken/produceren.
Is het idee juist niet dat je vormen kan maken die met spuitgietmal niet mogelijk zijn? Vandaar ook de meerwaare / meerprijs?
Het ging erom dat dat onderdelen zijn die heel nauwkeurig en sterk moeten zijn, dus dat de techniek echt al veel verder is dan een draadje plastic dat wat laagjes maakt.

Overigens zijn deze heatsinks bedoeld voor dingen als ruimtevaart, dat zijn meestal ook niet de goedkoopste projecten.
Het bedrijf waar ik werk maakt diverse onderdelen seriematig op de printer. Kan komen omdat het een dochterbedrijf is, maar zover ik weet draait het ding dag en nacht voor diverse klanten.

Hier een linkje waar ook diverse onderdelen staan die geprint zijn.
https://www.k3d.nl/nl/
Ook voorbeeld van fabrikant met hele kleine series en extreem hoge prijzen. Voor die combinatie is 3d printen nu zelfs een goedkoper alternatief.

Echter ga je dit doen voor 100.000 auto's zal 3d printen te langzaam en te duur zijn. (op dit moment)
Ik geef het echt niet lang meer tot er 3D printers in garages gaan staan.
Een onderdeel printen kan sneller dan bestellen en een dag wachten tot het toekomt.
Ik geef het echt niet lang meer tot er 3D printers in garages gaan staan.
Een onderdeel printen kan sneller dan bestellen en een dag wachten tot het toekomt.
Maar een bestelling kan heel veel onderdelen bevatten en van een printer heb je er maar 1 of 2.

"Never underestimate the bandwidth of a station wagon full of tapes hurtling down the highway."
Andrew S. Tanenbaum
"Never underestimate the bandwidth of a station wagon full of tapes hurtling down the highway."
Andrew S. Tanenbaum
Never underestimate the bandwidth of a fleet of station wagons, each with a single tape, hurtling down the highway.

Een garage draait ook niet op 1 of 2 schroevendraaiers en zelfs niet op 1 of 2 bruggen, dus waarom zou je dan ook maar 1 of 2 printers hebben staan? Je zet er zoveel neer als dat je nodig heb.

Maar het argument dat het sneller is dan bestellen en een dag wachten ligt geheel aan de printer, het onderdeel en het materiaal. Het zou zomaar kunnen dat bestellen sneller is. Daarnaast zou je indien echte spoed (wat in veel gevallen niet het geval is) een koerier heen en weer kunnen laten rijden (afhankelijk van je onderdelenhuis).
De meeste garages worden al indien nodig 3x per dag bevoorraad. Tenminste dat was zo toen ik 20 jaar geleden via een uitzendbureau bij een van die onderdelen huizen werkte hier in Noord Holland. Kan mij niet voorstellen dat het minder is geworden.

Het onderdeel moet dus al bij het onderdelenhuis niet aanwezig zijn. En dan kan printen inderdaad lonen. Maar van de meeste moderne auto's liggen ALLE reguliere onderdelen op voorraad. Dus het aantal keren dat je die printer zal gebruiken zal weinig zijn. (Of je moet aan restauratie van oude autos denken.)

Restauratie en Tuning shops en dergelijken… daar zou het kunnen werken.
Ik heb wel eens wat beheer gedaan voor wat Volkswagen dealers.
Een keer een rondje door hun magazijn mogen doen (in Rotterdam), maar daar liggen alle standard onderdelen (pompen, remmen, slangen, kleppen en ga zo nog maar even door) gewoon op voorraad.
Heeft de ene dealer toevallig een onderdeel niet, belden ze de dealer 20 km verderop op en werden er gewoon wat onderdelen uitgewisseld.

Zeker merkgarages hebben echt heel veel grijpvoorraad liggen. De 'universele' garage heeft meestal de standaard onderdelen (lees: Bosch) op voorraad, maar merkspecifieke dingen moeten ze toch echt bestellen inderdaad. En dan kan zelf printen een oplossing zijn.
In het linkje wat Guzman5 gaf worden de HP metal jets voor minder dan $ 399.000,- aangeboden. Dan wordt "Je zet er zoveel neer als dat je nodig heb." een interessante rekensom.
Ik denk dat het juist vanuit een logistiek oogpunt erg interessant is, geen warenhuizen vol met onderdelen meer, geen bestelling die de wereld over moet, maar alleen grondstoffen die nog over grotere afstanden vervoerd hoeven te worden. Lokaal worden de onderdelen geprint, direct bij bestelling of om de zeer kleine voorraad aan te vullen, en lokaal afgeleverd aan bv. garages.

Je kan zo volgens mij enorm besparen op je logistiek, vastgoed en voorraad, en het zal voor de garages sneller zijn dan zelf printen. Denk aan een thuisbezorgd achtige oplossing, binnen 30min. je onderdeel. (in de garage printen duurt gegarandeerd langer, laat staan als je 2 onderdelen nodig hebt).
Er zijn ook nadelen. Als je alles kan maken met 3D printers kan je ook wapens maken. De plastic wapens tot nu toe waren te gevaarlijk voor normaal gebruik omdat het plastic uiteen kan schieten, maar met metaal wordt dat al een stuk veiliger in gebruik...
Mooi, dat scheelt weer een hoop conventioneel werk!
Een loop printen, die de druk aan kan, lijkt me nog een uitdaging.

[Reactie gewijzigd door HugoBoss1985 op 8 augustus 2019 18:57]

Om een geweer te maken heb je enkel een boormachine en een stuk metaal nodig. 9mm gat aan 1 kant, 3mm gat andere kant voor een nagel en klaar. En veel veiliger dan die 3d geprinte 'liberator' of hoe dat ding ook heet.
Als je iets tegen wapens wil doen, stop de verkoop van kogels.
In de USA heb je die 3d printer niet nodig, wapens koop je gewoon bij de wall-mart.

Naast wapens ook kogels nodig, kun je misschien ook printen, dan wat kruit erbij en zie daar je kan aan de gang.

Probleem met de plastic wapens was eerder dat je die bijv door scanner op schiphol zou kunnen krijgen.
Als je alles kan maken met 3D printers kan je ook wapens maken
Je bedoelt vuurwapens gok ik? Want wapens kun je bijna overal kopen, denk aan keukenmessen, scharen, lepels, vorken, satestokjes etc...
Ben jij soms Steven Seagal? Dat alles een wapen is. :+
Ik zie geen vorken in de lijst.
https://www.justis.nl/pro...ten-wapens-zijn-verboden/

Als ik mijn vriendin een paar keer om haar oren sla met mijn kussen in een kussengevecht is mijn kussen dan een wapen? Of is mijn kussen een gebruiksartikel dat ik (mis?)gebruik als wapen? Want dan is alles een wapen. Zelfs de watten die ik gebruikte in een poging om een olifant dood te gooien.
Jeetje, over overdreven gesproken. Ka, het zijn gebruiksvoorwerpen die je als wapen gebruikt ja. Al is een mes ook een wapen naast het gebruiksvoorwerp
Ja, was een beetje hyperbolisch. Sorry.
Wat heeft dat er in vredesnaam mee te maken ? :?
OK, en wat heeft dat met mijn antwoord te maken? :?
Dat als iedereen straks een 3D printer kan betalen en in de garage heeft staan, dat er ook meer mensen tussen zullen zitten die er kwaad mee willen doen. :P Ik ben het dus juist niet eens dat er bij iedereen een 3D printer mag komen te staan.

[Reactie gewijzigd door NotCYF op 8 augustus 2019 19:03]

Tsja, dan mag je ook geen bouwmaterialen kopen en een lasapparaat, slijptol, draaibank, enz. hebben :P
Nail gun? Ff beveiliging eraf en je schiet projectielen met 150 km/h
Pneumatisch pistool maken is niet moeilijk, druk die de cilinder kan hebben is je enigste bottleneck voor de snelheid van je projectiel.
Laten we eerlijk zijn een wapen kan je zelfs als leek binnen het uur kopen, printen duurt langer. :+
Toch is er een illusie voor de meeste mensen dat het heel moeilijk is om aan een vuurwapen te komen. Met 3D printers is die illusie er niet.
Sterker nog, rocketlab maakt hun raketmotoren volledig door 3D-printen.
Tegenwoordig is het niet meer zo dat 3d printers alleen maar plastic kunnen printen. Het smeltpunt van aluminium is daarbij ook nogeens relatief laag (660,3 graden).
Aluminum is een van de materialen die voor een heatsink heel goed zijn. Voor structurele onderdelen zoals een remklauw is het veel te slap. Legeringen zijn sterker maar deze zijn nog niet goed te printen.

Titanium heeft een veel hoger smelpunt. De meeste printers werken echter met een poederbed. Het metaal wordt lokaal gesmolten met een laser, dus dit kan lokaal heel heet worden.

Overigens kan je bij Materialse zelf je ontwerpen laten printen als consument:
https://www.materialise.c...hnology/metal-3d-printing
Je kan ook metaal 3D printen volgens mij. Of dat werkelijk efficiënt is weet ik niet maar voor een prototype wellicht wel.
Dan heb je nog nooit geprint aluminium in je handen gehad....

Nadeel van aluminium printen is vooral dat het duur is. Daarom loont het waarsch het ontwerp met de beste potentie qua maaktbaarheid te pakken en dit aan te passen zodat het met meer conventinele productiemethoden gemaakt kan worden
Absoluut, dit wordt uiteraard niet op een huis tuin en keuken printertje geprint, maar op de machines van General Electric zelf. Vaak gaat het hier om SLS (selective laser sintering) machines waarbij met een laser een metaalpoeder laag voor laag wordt gesmolten.

Overigens kun je tegenwoordig ook metaalfilament op de huis tuin en keuken printers printen. Dit is een filament gevuld met 80% metaalpoeder en 20% kunststof om alles bij elkaar te houden. Vervolgens moet je de print afbakken in een sinteroven en houd je een metalen onderdeel over. De ontwikkelingen op 3D print gebied gaan de laatste jaren ontzettend hard.
Men kan ook al koper(legering) 3d printen. Iets wat ze voor deze ontwerpen naar mijn mening beter hadden kunnen gebruiken, omdat koper een veel betere warmtegeleiding heeft.

Erg leuk dat men verschillende ontwerpen maken, maar waar zijn de uiteindelijke tests? Uiteindelijk wil je toch ook in de praktijk weten welk ontwerp nu echt de beste is. Ook al zal men per toepassing misschien tot andere resultaten komen, het gaat hier toch puur over de warmte afdracht?
Filmpje, Renault F1: https://youtu.be/dJmjnJOBETA

[Reactie gewijzigd door jpfx op 8 augustus 2019 17:28]

Er worden zelfs titanium hoefijzers voor wedstrijdpaarden ge-3D-print. Eigenlijk heet het dan 'sputteren'. Het wordt er laagje voor laagje op gedampt/sproeit.
Adam Savage (ex mythbusters) heeft zelfs een Iron Man pak laten printen uit titanium.
Via poeder vorm wordt dat soort van gesoldeerd
Ja hoor, metalen zijn geen vreemde voor 3d Printing.
Vraag me af of ze ook hebben nagedacht over een mix van andere metalen door de heatsink heen om de koeling te optimaliseren.

Als er op strategische plekken bijvoorbeeld koper word geplaatst hoe dat de eventuele koeling performance kan beinvloeden.
Bij een mix moet je weer gaan opletten dat er geen elektrolyse kan gaan optreden.
99% van de metalen waar jij mee in aanraking komt zijn legeringen. Niet echt een issue dus.
Ik las het meer als eerst een laag koper en daarna een aluminium (legering).
Ik mis een beetje de invloed van airflow? Dat lijkt me ook erg interessant, bijvoorbeeld samen met de richting (top down of haaks).
Dat staat al in het artikel (implied) zoals die D- en L- vorm "waardoor de lucht er langer in blijft", en bij Arizona "waar de luchtstroom ronddraait".....

Aitflow in de kast is vnl om de afgegeven warmte vanaf de CPU- GPU- koeler weg te voeren, niet zozeer om de CPU/GPU zelf te koelen, daar zit immers een (immens) koelblok bovenop.
spijtig dat de koelcapaciteiten niet onderling vergeleken worden, noch met een "standaard" heatsink.

ik zou graag willen weten of deze ontwerpen zoveel beter zijn, en zoja hoeveel keer beter als conventionele heatsinks
Ja daar ben ik ook benieuwd naar. Hoe goed zijn dit soort wiskundige modellen nou echt. Dat ze geen resultaten laten zien is wel apart, het lijkt mij de ideale reclame voor je 3d printer.
Wat veel mensen hier vergeten, is dat als je onderdelen 3D print, er nog veel nabewerking nodig is. Na het printen heb je nog een relatief 'ruw' product. bepaalde vlakken zullen nog moeten worden nagefreest, gedraaid of geslepen worden. (meestal op CNC machines) Vooral dat is nog arbeidsintensief. Het is dus niet even simpel een onderdeeltje printen en klaar.
Dat is totaal afhankelijk van het product en waar het voor gebruikt wordt. Bij aluminium gieten wordt het oppervlak ook niet altijd nabewerkt, alleen de vlakken die dit nodig hebben kan men eventueel machinaal nog nabewerken.

Voor een koeler zou men alleen de onderkant hoeven na te bewerken, gezien dat deel zo vlak mogelijk op de processor moet komen voor optimale warmteoverdracht. Warmteafdracht heeft men het liefst op een zo groot mogelijk oppervlak, maar het moet ook niet te ruw zijn dat het de luchtstroom compleet verstoort. Hier zou men dus een goede afweging in moeten maken, maar ik zie niet in waarom men binnen in de heatsinks het oppervlak nog "gladder" moet hebben.

Men kan tegenwoordig ook al 3d printen in een koper(legering), wat een veel betere warmtegeleiding heeft. Wel vreemd dat men hier gekozen heeft om wel gewoon aluminium te gebruiken.
Wel moet worden gekeken wat het effect is op de warmteafdracht aan lucht precies is als een luchtstroming langs een ruw (onbewerkt) oppervlak direct uit de printer wordt geleid. Dit hoeft trouwens niet per se slechter te zijn dan dat van een glad bewerkt oppervlak. Het is alleen niet uit te sluiten dat je er bent met alleen het bewerken van het contactvlak met de CPU.

Wat het effect van ruwheid is op die overdracht van warmte is lastig te voorspellen. De toppen van een ruw oppervlak kunnen door de grenslaag van stilstaande lucht bij het oppervlak heenprikken. De zelfde stilstaande lucht wordt echter in de lagere gedeeltes van de oppevlakte ruwheid ingesloten, zodaat maar een gedeelte van het oppervlak aan overdracht meedoet.
Dit is toch precies wat ik zeg met:
" Warmteafdracht heeft men het liefst op een zo groot mogelijk oppervlak, maar het moet ook niet te ruw zijn dat het de luchtstroom compleet verstoort. Hier zou men dus een goede afweging in moeten maken"
Mijn post was niet bedoelt als verbetering, ik reageerde meer omdat je iets aantipte (ruwheid) dat voor deze 3D print koelers nog wel een keerzijde kan zijn. Ben het dus helemaal met je eens en heb waarschijnlijk je post niet goed genoeg gelezen :/. Ik liet meer mijn eigen gedachten erover gaan. In de koelerwereld is ruwheid tot nu toe een wat minder relevant issue omdat het plaatwerk al glad is, en op verschil hierin niet te sturen is zonder een extra bewerking. Niet zo aantrekkelijk om te onderzoeken. Maar nu deze ruwere oppervlakken zich straks gaan opstellen ten opzichte van conventionele "plaatwerk of gefreesde koelers, wordt het meer relevant.

Trouwens, dat Aluminium zal wel met kosten te maken hebben. Maar koper is king. Als we dan toch geld gaan uitgeven aan een 3D print proces, doe dan ook maar meteen koper. Als dit op de markt komt als aftermarket product zal het toch al duurder zijn dan de huidige koelers van geknipt plaatwerk.

Wat ik mij trouwers nog afvroeg is of we van gesinterd materiaal dezelfde geleidende eigenschappen mogen verwachten als van een gegoten of gewalste variant van hetzelfde materiaal. Mogelijk is dit ook nog een trade off van het 3D print proces.
Sorry was ook niet meteen als een boze reactie terug bedoelt.

Ik denk alleen dat we over zulke kleine ruwheden praten dat het gevaar voor stilstaande lucht niet echt relevant is. Maar het kan wel de luchtstromen verstoren. Toch denk ik dat alles afhankelijk is van de behuizing en de rest van de luchtstroom. Als de rest niet optimaal is heb je niets aan een 3d geprinte koeler, die inderdaad veel duurder zal zijn.

Ik verwacht dat de geleidende eigenschappen van 3d geprint metaal wel heel iets minder is, gezien er minuscule luchtbellen in het materiaal kunnen zitten. Hoeveel invloed daadwerkelijk heeft is natuurlijk de vraag, maar theoretisch zou het wel wat moeten uitmaken.

Hoewel het 3d printen interessante mogelijkheden bied, zie ik het niet snel toegepast worden voor koelers in computers. Misschien voor speciale projecten zou het interessant zijn, maar waterkoeling zal toch altijd beter presteren. Al heeft waterkoeling ook nadelen.
Sowieso is het altijd wel leuk om te zien waar studenten mee komen. Door de ontbrekende werkervaring in het vak denken ze vaak veel meer out-of-the-box, wat best creatieve ideeën kan opleveren.
Hier zijn ze al best lang mee bezig waarbij ook daadwerkelijk resultaten worden geboekt.

https://www.forbes.com/si...-molds-with-3-d-printing/
Weliswaar hoofdzakelijk een andere sector maar wel met dezelfde insteek, opnieuw inrichten van koelprocessen.

Best apart dat een General Electric afdeling dmv marketing meer aandacht krijgt om meer bekend te geraken met de techniek, dan dat er daadwerkelijk resultaten worden geboekt.
en ging het vooral om het leren en kunnen ontwikkelen van innovatieve ontwerpen.
Vraag me vooral af hoe dit zich vergelijkt met een standaard koeler die dus van heatpipes gebruik kan maken...


Om te kunnen reageren moet je ingelogd zijn


OnePlus 7 Pro (8GB intern) Nintendo Switch Lite LG OLED C9 Google Pixel 3a XL FIFA 19 Samsung Galaxy S10 Sony PlayStation 5 Smartphones

'14 '15 '16 '17 2018

Tweakers vormt samen met Tweakers Elect, Hardware Info, Autotrack, Nationale Vacaturebank, Intermediair en Independer de Persgroep Online Services B.V.
Alle rechten voorbehouden © 1998 - 2019 Hosting door True