I. マイクロチャネル銅ヒートシンクの需要が急速に拡大している-。従来の製造業は大量生産のニーズを満たすために苦戦している
AI の電力消費量がキロワット レベルを超えているため、従来の空冷と標準的な液冷は極端な熱負荷に対処するのに苦労しています。その結果、50 ～ 500 μm の範囲の高精度の内部フロー チャネルを備えたマイクロチャネル銅ヒートシンク--が、ハイエンド コンピューティングの中核となる熱管理ソリューションとして浮上しました。-これらには、大規模な熱交換表面積、短い熱伝導経路、およびターゲットを絞ったホットスポットの消散という 3 つの重要な利点があります。これらの機能は、スタックドレット アーキテクチャでの熱の蓄積や過熱によるパフォーマンスのスロットリングなどの問題を軽減するのに役立ちます。従来の液冷プレートの製造は主にスカイブド フィン技術と真空ろう付けに依存しています。{10}これらの方法は、構造の柔軟性、マイクロチャネルの精度、熱交換密度、信頼性に関して重大なボトルネックに直面しています。-さらに、溶接シールへの依存により漏れのリスクが生じるため、高性能、高統合、高信頼性が求められる AI や新エネルギー分野などの高{13}}熱-流束用途-には適していません。-
金属 3D プリンティング技術は、複雑な形状の直接形成を可能にすることで従来の製造のボトルネックを克服し、軽量のトポロジー構造や統合された設計に自然に適したものになります。しかし、従来の赤外線（赤色）レーザーは、金属の高い反射率とその結果として生じる形成欠陥のため、銅の加工に苦労していました。対照的に、グリーン レーザー 3D プリンティングは、これらの問題点に対処するための重要な技術的手段として浮上しています。
II.グリーンレーザー 3D プリンティング: 純銅のマイクロ-チャネルを形成するという課題を解決する革新的なプロセス
従来のプロセスの重大な欠点を考慮すると、-532nm 光源を利用する-グリーン レーザー 3D プリンティングは産業導入の準備が整っています。従来の赤外線レーザーは、銅などの反射率の高い金属では吸収率が非常に低いため、純銅の精密 3D プリントが困難でした。しかし、グリーン レーザー (532nm) 3D プリンティング技術は近年成熟し、小規模バッチの工業実装を達成しました。-現在、マイクロチャネル銅ヒートシンクの製造分野に参入していますが、本格的な量産はまだ実現されていません。{10}
グリーンレーザー技術の主な進歩は、純銅のレーザー吸収率を従来の赤外線レーザーの 8 倍以上に高めることにあります。これにより、銅の溶解の難しさや不安定な成形プロセスなどの業界の問題点が大幅に軽減され、超薄壁 (0.05 mm) と 99.8% を超える密度を備えた構造の作成が可能になり、シームレスな統合印刷がサポートされます。-これにより、フラクタル、ピン{6}}、バイオミメティック トポロジカル マイクロチャネルの自由形状の製造が可能になり、従来の製造プロセスの構造的制限を克服しながら、AI の多様で高精度の熱管理要件を効果的に満たすことができます。-
Ⅲ． Raycus グリーン レーザーは、高性能仕様を備えた量産銅 3D プリントの強固な基盤を確立--
グリーン レーザー 3D プリンティングが技術検証から大規模量産に移行する際、重大なボトルネックは印刷装置自体ではなく、コア光源、特に高出力、優れたビーム品質、高い安定性を特徴とするグリーン レーザーにあります。- Raycus Laser の高出力緑色レーザーは、銅などの反射率の高い金属を含む積層造形アプリケーション向けに設計されており、工業用グレードの光源ソリューションを提供します。-
1. 高い吸収率: 銅加工における課題の克服に役立ちます。 532nmの波長における純銅の吸収率は、従来の1064nmの赤外線波長の8倍以上です。この違いにより、エネルギー結合が根本的に変わります。レーザー エネルギーは、銅表面で大きく反射されて失われるのではなく、効率的に溶融プールに入り、その結果、温度場がより均一になり、スパッタが減少し、成形プロセスがより安定します。マイクロチャネル銅ヒートシンクの場合、高密度で正確な肉厚を実現するには、安定した溶融プールが不可欠です。
2. 近-回折-制限されたビーム品質: マイクロチャネル精度を確保します。- M² < 1.3 のビーム品質により、レーザー焦点でのエネルギー分布が理想的なガウス分布にほぼ近似し、鋭いスポット エッジと集中したエネルギーが特徴となります。マイクロチャネルの壁の厚さは 0.05 mm まで制御でき、50 ～ 500 μm の範囲のチャネル幅に対応します。 1 台の機械で極細のピン-フィン構造から大きな断面の充填物まですべてを処理できるため、複数の光源を切り替える必要がなくなります。
3. 工業用-グレード-の長期安定性: 大量生産の前提条件。 8時間を超える連続印刷時でも電力変動は±8W以内に収まります。これにより、試作品を製造する能力と量産を達成する能力が区別されます。マイクロチャネル銅ヒートシンクには長い印刷サイクルが必要であることを考えると、電力ドリフトが層間密度の変動を直接引き起こす可能性があります。この安定性はお客様によるテストを通じて検証されており、バッチ生産された部品の密度変動は 0.2% 未満であることが示されています。-
4. 長い-伝送光路設計: 統合の障壁を低くします。
長さ 4- メートル- の出力光ファイバー ケーブルを使用することで、統合と試運転の困難さと期間が大幅に軽減され、システムは大判処理アプリケーションに適したものになります。
Raycus Laser の高出力グリーン レーザーは、大手 3D プリンティング機器メーカーによって選ばれており、これは製品の性能と同社の提供能力の強力な証拠です。{0}
IV.ダウンストリームコンピューティングの電力需要の拡大により、グリーンレーザー技術に大きな成長の可能性が開かれる
AI の大規模モデルが進化し、ハイエンド コンピューティング クラスタが拡大し、消費電力が増加し続けるにつれて、従来の水冷に代わるマイクロチャネル液体冷却ソリューションがますます登場しています。{0}{1}グリーン レーザー 3D プリンティングにより、従来の製造方法では実現が困難であった複雑なトポロジカル フロー チャネル設計の作成が可能になり、チップレットや 3D スタッキングなどの高度なパッケージング技術の熱管理ニーズに対応できます。設備コストの低下とプロセスの安定性の向上と相まって、この技術は小規模バッチのカスタマイズから大規模な大量生産へと移行する準備が整っています。{6}今後 2～3 年で、サーバー、AI コンピューティング センター、ハイエンド GPU の熱管理分野に浸透し、マイクロ チャネル銅ヒートシンクの中核的な製造プロセスとなり、レーザー機器と精密製造サプライ チェーン全体の成長を促進すると予想されています。-
