I årtionden, forskare har övervägt möjligheten att kyla heta elektroniska enheter genom att blåsa på dem med höghastighetsluftstrålar. Dock, luftkylningssystem används inte i stor utsträckning idag. Två av de största hindren som hindrar användningen av dessa system är deras komplexitet och vikt. Luftjetsystem måste vara gjorda av metall för att kunna hantera det tryck som är förknippat med luftstrålar vars hastighet kan överstiga 200 miles per timme. Och luftbehandlingssystemet kan vara komplext med många diskreta komponenter som hanterar luftflödet och leder luften till de heta ställen där kylning krävs.

Nu, forskare vid University of Illinois i Urbana-Champaign har visat en ny typ av luftstrålekylare som övervinner tidigare barriärer för jetkylningssystem. Med hjälp av additiv tillverkning, forskarna skapade ett luftkylningssystem i en enda komponent som kan rikta höghastighetsluft till flera elektronikhotspots. Forskarna tillverkade kylsystemet av starka polymermaterial som tål de tuffa förhållanden som är förknippade med höghastighetsluftstrålar.

"Designfriheten för additiv tillverkning gör att vi kan skapa kyllösningar som har storlekar och former som inte tidigare var möjliga, sa William King, Andersen ordförande och professor i maskinvetenskap och teknik. "Detta öppnar verkligen upp en ny värld av möjligheter för termisk hantering."

Forskningen fokuserade på värmeavlägsnande från elektroniska enheter med hög effekt. "De akuta termiska hanteringsproblemen för elektroniska enheter med hög effekt förekommer i en mängd applikationer, speciellt i moderna datacenter såväl som elfordon inklusive flygplan, bil, och terrängfordon, sa Nenad Miljkovic, Docent i mekanisk vetenskap och teknik vid Illinois och medförfattare till den publicerade forskningen.

Tillämpningarna av elektroniska enheter med hög effekt växer snabbt – i elbilar, solenergisystem, 5G -kommunikation, och högeffektsdatorer som använder grafikprocessorenheter (GPU), för att nämna några. De elektroniska enheterna i dessa system genererar värme som måste avlägsnas för att fungera effektivt och pålitligt. I allmänhet, högre effekt ger högre prestanda. Tyvärr, högre effekt gör det också svårare att ta bort värmen. Ny kylteknik krävs för att stödja tillväxten av elektriska system.

Pappret, "Air Jet Impingement Kylning av elektroniska enheter med hjälp av additivt tillverkade munstycken, "publicerades i tidningen IEEE-transaktioner på komponenter, Förpackning, och tillverkningsteknik .