(57)【要約】      （修正有）【課題】手動による組み立てが低減された、フェイルセーフ冗長ループを含む高度に複雑な内部チャネルを有する熱伝達デバイスを提供する。【解決手段】積層造形された熱伝達デバイス（冷却板１０）は、外壁１８を有する筐体部分１２を含む。外壁は、冷媒流体の流れを導くように構成された内側チャネル１４を包含する。熱伝達デバイスは、それぞれが第１の内側チャネルに連結された、流体吸入口３２と流体排出口３４を更に含む。流体吸入口は、筐体部分の外壁を通して内側チャネルの中へ冷媒流体の流れを導くように構成され、流体排出口は、筐体部分の外壁を通して内側チャネルから冷媒流体の流れを導くように構成されている。内側チャネルは、内壁によって画定され、筐体部分及び内壁は、単一の積層造形されたユニットを形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層造形された熱伝達デバイス（１０、１００、２００、３１２）であって、
外壁（１８、１０８、２０８、３２４）を含む筐体部分（１２、１１０、２１０、３１８）であって、前記外壁が、冷媒流体の流れを導くように構成された第１の内側チャネル（１４、１２８、２２８、３３４）を包含する、筐体部分、
前記第１の内側チャネルに連結された第１の流体吸入口（３２、１３６、２３４、３２１）であって、前記筐体部分の外壁（２０Ａ、１２４、２２４、３２４）を通して前記第１の内側チャネルの中へ冷媒流体の流れを導くように構成されている、第１の流体吸入口、及び
前記第１の内側チャネルに連結された第１の流体排出口（３４、１３８、２３８、３２３）であって、前記筐体部分の外壁（２０Ｂ、１２６、２１８、３２４）を通して前記第１の内側チャネルから冷媒流体の流れを導くように構成されている、第１の流体排出口を備え、
前記第１の内側チャネルが内壁（４０、１３２、２３２、３３８）によって画定され、前記筐体部分と前記内壁が単一の積層造形されたユニットを形成している、熱伝達デバイス。
【請求項２】
前記筐体部分（１２、１１０、２１０）が、冷媒流体の流れを導くように構成された第２の内側チャネル（１６、１３０、２３０）を包含し、前記第２の内側チャネルが、第２の流体吸入口（３６、１３４、２３６）と第２の流体排出口（３８、１４０、２４０）に連結され、前記第１の内側チャネルと前記第２の内側チャネルが、互いから分離されている、請求項１に記載の熱伝達デバイス（１０、１００、２００）。
【請求項３】
前記筐体部分（１２、１１０、２１０）が、互いに反対側を向く第１の熱伝達側面と第２の熱伝達側面（２６、１１８、２１８）とを有し、前記第１の内側チャネル（１４、１２８、２２８）が、前記第１の熱伝達側面と前記第２の熱伝達側面から等距離にある、請求項１又は２に記載の熱伝達デバイス（１０、１００、２００）。
【請求項４】
前記第１の内側チャネル（１４、１２８、２２８、３３４）が、如何なる二次的な支持も必要とすることなしに、積層造形によって製造されるように構成された菱形の断面形状を有する、請求項１から３のいずれか一項に記載の熱伝達デバイス（１０、１００、２００、３１２）。
【請求項５】
構造取付特徴（３３２）を更に含み、前記筐体部分（３１８）、前記内壁（３３８）、及び前記構造取付特徴が、単一の積層造形されたユニットを形成している、請求項１から４のいずれか一項に記載の熱伝達デバイス（３１２）。
【請求項６】
熱伝達デバイス（１０、１００、２００、３１２）を製造する方法（６００）であって、
外側熱伝達面（２６、１１８、２１８、３３０）を有する第１のハウジング（１２、１１０、２１０、３１８）、及び前記熱伝達面を冷却するための流体を導くように構成された第１の内側チャネル（１４、１２８、２２８、３３４）を画定する内壁構造（４０、１３２、２３２、３３８、３４２、３５０）をプリントすること（６０２、６０４）を含む、方法。
【請求項７】
前記第１のハウジング（１２、１１０、２１０、３１８）と前記内壁構造（４０、１３２、２３２、３３８、３４２、３５０）が、単一の積層造形されたユニットから形成されている、請求項６に記載の方法（６００）。
【請求項８】
前記プリントするステップ（６０４）が、
前記熱伝達面（２６、１１８、２１８、３３０）を冷却するように構成された第２の内側チャネル（１６、１３０、２３０、３３６）を形成することを含み、前記第１の内側チャネルと前記第２の内側チャネル（１４、１６、１２８、１３０、２２８、２３０、３３４、３３６）が、互いから分離されている、請求項６又は７に記載の方法（６００）。
【請求項９】
前記第１のハウジング（３１８）が、前記外側熱伝達面（３３０）に平行であり且つ前記外側熱伝達面とは反対側の第２の外側面（３２４）を有し、前記プリントするステップ（６０２、６０４）が、
前記外側熱伝達面（３３０）から前記第２の外側面（３２４）への通路（３２０）を画定すること（６１０）を含み、前記通路が、前記熱伝達デバイス（３１２）を介した無線送信を誘導するように構成されている、請求項６から８のいずれか一項に記載の方法（６００）。
【請求項１０】
外側熱伝達面を有する第２のハウジング（３１４）、及び前記熱伝達面を冷却するように構成された第１の内側チャネルを画定する内壁構造をプリントすることを更に含み、前記第２のハウジングが、前記第１のハウジングと共に電子回路デバイス（３１０）の両側に組み付けられるように構成されている、請求項６から９のいずれか一項に記載の方法（６００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、熱を伝達するためのシステム及び方法に関する。より具体的には、本開示の実施形態は、電子システムのための冷却板に関する。
【背景技術】
【０００２】
特に、より小さく且つより高電力の設備からのより大きな熱流束をもたらす電子設計の進歩によって部分的に推進される熱管理は、成長している分野である。効果的な熱管理は、電子機器の性能と信頼性の両方を改善し、システムの機能にとって非常に重要であり得る。例えば、衛星回路基板は、定期的な整備が可能でないときであっても、電力密度が高く、必要な熱放散を提供するための冗長熱システムに依存している。熱管理は、他の熱を生成する機械的及び／又は化学的プロセスを含む多くの他の産業においても重要である。
【０００３】
様々な冷却技術が開発されてきたが、液体冷媒の使用は、高い熱伝達係数のために特に効果的である。しばしば、液冷は、冷却板、すなわち熱源と流れている液体冷媒のチャネルとの間の熱伝達インターフェースとして作用する伝導板を用いて実現される。しかし、既存の冷却板システムは、高価であり漏れが生じる傾向があり得る。
【０００４】
効率的な冷却板は、複雑な内部形状及びミクロチャネルなどの繊細な構造を有し得る。それらは、費用が高く時間がかかる製造をもたらす。従来の製造方法では、冷媒の流れのためのチャネルを形成することは通常、溶接、ろう付け、又は機械的な締結を介して接合することを必要とする。そのような接合は、製造を複雑にし、より故障し易い傾向があり得る。機能が重要な熱管理システムにとって、故障は費用がかかる結果を有し得る。
【発明の概要】
【０００５】
本開示は、積層造形される熱伝達デバイスに関するシステム、装置、及び方法を提供する。ある実施形態では、熱伝達デバイスが、外壁を有する筐体部分を含み得る。外壁は、冷媒流体の流れを導くように構成された内側チャネルを包含し得る。熱伝達デバイスは、それぞれが第１の内側チャネルに連結された、流体吸入口と流体排出口を更に含み得る。流体吸入口は、筐体部分の外壁を通して内側チャネルの中へ冷媒流体の流れを導くように構成され、流体排出口は、筐体部分の外壁を通して内側チャネルから冷媒流体の流れを導くように構成され得る。内側チャネルは、内壁によって画定され、筐体部分及び内壁は、単一の積層造形されたユニットを形成し得る。
【０００６】
ある実施形態では、熱伝達デバイスが、平面的な熱伝達面を有するハウジング、及びハウジングの内側にチャネルを形成する内壁構造を含み得る。チャネルは、熱伝達面から流体へ熱を伝導するように構成され得る。ハウジング及び内壁構造は、単一の積層造形されたユニットを形成し得る。
【０００７】
熱伝達デバイスを製造する方法は、外側熱伝達面を有するハウジングをプリントすることを含み得る。該方法は、内側チャネルを画定する内壁構造をプリントすることを更に含み得る。内側チャネルは、熱伝達面を冷却するための流体を導くように構成され得る。
【０００８】
特徴、機能、及び利点は、本開示の様々な実施形態において個別に実現され得るか、又は、後述の説明及び図面を参照して更なる詳細が理解可能である、更に別の実施形態において組み合わされ得る。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本開示の態様による、例示的な積層造形された冷却板の概略図である。
【図２】図１の冷却板の別の概略図である。
【図３】本明細書で説明される別の例示的な冷却板の等角図である。
【図４】４‐４線に沿って切り取られた、図３の冷却板の切断等角図である。
【図５】５‐５線に沿って切り取られた、図３の冷却板の切断等角図である。
【図６】６‐６線に沿って切り取られた、図３の冷却板の切断等角図である。
【図７】７‐７線に沿って切り取られた、図３の冷却板の断面図である。
【図８】本明細書で説明される別の例示的な冷却板の切断等角図である。
【図９】９‐９線に沿って切り取られた、図８の冷却板の切断等角図である。
【図１０】本明細書で説明される例示的な冷却システムの部分分解立体図である。
【図１１】例示的な冷却板の四分円の等角図である。
【図１２】図１１の冷却板の四分円の切断等角図である。
【図１３】本教示による、積層造形の例示的な方法のステップを描くフローチャートである。
【図１４】本明細書で説明される例示的な積層造形装置の概略図である。
【図１５】本教示による、冷却板を積層造形するための例示的な方法のステップを描くフローチャートである。
【図１６】本教示による、送信器から熱を除去するための例示的な方法のステップを描くフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
熱伝達デバイス並びに関連するシステム及び方法の様々な態様及び実施例が、以下で説明され、関連付けられた図面において示される。特別の定めのない限り、本教示による熱伝達デバイス及び／又はその様々な構成要素は、本明細書で説明され、例示され、且つ／又は組み込まれた、構造、構成要素、機能、及び／又は変形例のうちの少なくとも１つを包含し得るが、それらを含有することが必要というわけではない。また更に、特に除外されない限り、本教示に関連して本明細書で説明され、例示され、及び／又は組み込まれているプロセスステップ、構造、構成要素、機能、及び／又は変形例は、他の類似のデバイス及び方法に含まれ得るが、開示された実施形態で交換可能であることを含む。様々な実施例における下記の説明は、本質的に単なる例示であり、本開示、その用途又は利用を限定することを意図するものではない。加えて、実施例及び実施形態によって提供される利点は、後述のように、本質的に例示的であり、全ての実施例が同じ利点又は同程度の利点を提供するわけではない。
【００１１】
本詳細な説明は、直後に続く以下のセクションを含む。すなわち、（１）概観、（２）実施例、構成要素、及び代替例、（３）例示的な組み合わせ及び更なる実施例、（４）利点、特徴、及び便益、並びに（５）結論である。実施例、構成要素、及び代替例のセクションは、ＡからＦまでのサブセクションに更に分割される。それらのそれぞれは、それに従って符号が付けられている。
【００１２】
概要
概して、本教示による熱伝達デバイスは、電子システムと熱連通するように構成された第１の表面、及び流体と熱連通するように構成された第２の表面を有する、金属構造物を含み得る。熱伝達デバイスは、電子システムから流体へ熱を伝導するように構成され得る。熱伝達デバイスは、単一の積層造形されたユニットであり得る。熱伝達デバイスは、熱放散デバイス、熱交換器、ヒートシンク、及び／又は冷却板とも称され得る。
【００１３】
図１及び図２は、例示的な冷却板１０の概略図である。冷却板１０は、第１の内側チャネル１４及び第２の内側チャネル１６を有する筐体部分又はハウジング１２を含む。図１は、ハウジング及び第１の内側チャネルを通る、冷却板の断面図である。ハウジング１２は、第１及び第２の内側チャネルを包含する外壁１８を含み、側壁２０Ａ、２０Ｂ、及び伝導壁２２を含む。本実施例では、外壁が、第２の伝導壁２４を更に含む。伝導壁２２、２４は、熱伝達側面、熱板、及び／又はヒートシンクとも称され得る。ある実施例では、伝導壁２２が、冷却板と称され、冷却板１０が、冷却板システム又は熱放散デバイスと称され得る。
【００１４】
第１の伝導壁２２と第２の伝導壁２４は、互いに反対側を向いており、それぞれが、外側熱伝達表面２６及び内側熱伝達表面２８を含む。外側伝達表面は、直接又は間接に熱源と接触するように構成され、それによって、それぞれの伝導壁が、源から離すように熱を伝導することを可能にする。内側伝達表面は、それぞれの内側チャネル１４、１６の一部分を形成し且つ／又は各内側チャネルに接触するとして言及され得る。内側伝達表面は、冷媒流体３０に接触し、熱が伝導壁から冷媒流体の中に伝導されることを可能とする。
【００１５】
各伝導壁２２、２４は、外側伝達表面２６と内側伝達表面２８との間の平均距離として定義され得る厚さを有する。伝導壁の厚さは、伝導壁及び冷媒の１以上の材料の対応する熱特性と組み合わされた、冷却板１０の所望の熱特性によって決定され得る。各伝導壁の厚さは、任意の特定のポイントにおける外側熱伝達表面２６と内側伝達表面２８との間の距離としても定義され、伝導壁の全体にわたり変動し得る。各伝導壁の厚さは、熱源に対応するパターンに従って、所望の熱効果を有するパターンに従って、且つ／又は内側チャネルの選択された形状の結果として変動し得る。
【００１６】
各外側熱伝達表面２６は、実質的に平面的であり、所望の熱特性に従って形作られ、且つ／又は熱源の表面と一致するように形作られ得る。ハウジング１２は、概して矩形状であり、所望の熱特性に従って形作られ、且つ／又は熱源の表面と一致するように形作られ得る。ある実施例では、ハウジング１２が、熱スプレッダ及び／又はサーマルペーストなどの中間構成要素を介して、熱源と熱連通するように構成され得る。
【００１７】
図１で示されているように、第１の流体吸入口３２と第１の流体排出口３４は、チャネル１４に連結されている。冷媒流体３０は、吸入口３２によって側壁２０Ａを通してチャネル１４の中に導かれ、その後、排出口３４によって別の側壁２０Ｂを通してチャネルから外に導かれる。冷媒は、矢印ＡＡによって示されているように、チャネル１４を通って流れる。描かれている実施例では、冷媒が、単一の流れにおいて冷却板１０の端から端まで直線的に流れる。ある実施例では、冷媒の流れＡＡが、逆戻りし且つ／又は支流を含み得る。冷媒流体は、伝導壁２２、２４及び／又は伝達表面２６と平行に流れ得る。チャネル１４の経路又は構成によって規定されるように、任意の流れパターンが使用され得る。
【００１８】
内側チャネル１４は、外壁１８によって包含される任意の断面形状及び／又は任意の経路を有し得る。チャネルは、所望の流れパターンを提供し、特定の冷媒の種類を受け入れ、且つ／又は内部の二次的な支持なしに積層造形を容易にするように構成され得る。例えば、内側チャネル１４は、菱形の断面形状を有し得る。別の実施例では、内部チャネル１４が、高粘性冷媒流体の層流を促進するように選択された湾曲した角部及び断面寸法を有し得る。
【００１９】
吸入口３２と排出口３４は、非限定的に、弁、機械部品、及び／又はデジタル流れ制御部を含む、任意の適切な構造であり得る。口は、ハウジング１２の部分として製造され得るか、又は個別に製造されてハウジングの中に設置され得る。ある実施例では、ハウジング１２が、標準的な口部分と螺合するように構成されたねじ開口又は他の特徴を含み得る。
【００２０】
図２で示されているように、第２の内側チャネル１６は、第２の流体吸入口３６と第２の流体排出口３８に連結されている。図２は、第１及び第２の内側チャネルを示している冷却板１０の概略平面図である。第１及び第２の内側チャネルは、それらが伝導壁２２の後ろに配置されていることを示すために破線にされている。第１の内側チャネル１４は、ハウジング１２の内壁構造４０によって、第２の内側チャネル１６から分離されている。本実施例では、内壁構造４０が単一の壁であり、側壁２０Ａと側壁２０Ｂとの間で延在して、矩形状の内側チャネル１４、１６を画定している。内壁構造４０は、複数の壁を含み、１以上の内側チャネルの任意の所望の形状及び／又は経路を画定し得る。
【００２１】
第１の内側チャネル１４は、第２の内側チャネル１６と流体連通していないが、それらのチャネルの間で熱連通が存在し得る。２つの内側チャネルは、冷却板１０に対して、それぞれ同等な冷却機能を提供し、異なる冷却機能を実現し、且つ／又は主たる及びバックアップシステムを構成し得る。冷却板１０は、任意の適切な数の分離した内側チャネルを含み得る。各内側チャネルは、伝導壁２２又は伝導壁２４の何れかの内側伝達表面２８の一部分に接触し若しくはそれを備え得るか、又は両方の伝導壁の内側伝達表面の一部分に接触し若しくはそれらを備え得る。内側チャネルは、一方又は両方の伝導壁に接触するとして言及され得る。
【００２２】
冷媒流体３０は、ポンプ４２及び冷媒流体源４４を含む第１の流体システムによって第１の内側チャネル１４に供給される。冷媒流体は、シリコーンオイルなどの誘電液体の冷媒、エチレングリコールの水溶液などの非誘電液体の冷媒、及び／又はナノ流体若しくはイオン液体などのより新しい冷媒を含み得るが、それらに限定されるものではない。描かれている実施例では、冷媒流体源４４は、排出口３４から出力された冷媒流体を再循環させる。源４４は、出力冷媒流体から周囲空気、廃熱回復ユニット、及び／又は任意の適切なシステムへ熱を伝達するように構成され得る。ある実施例では、冷媒流体３０及び／又は冷媒流体の一部が、冷却板１０から熱を吸収した結果として相変化を経験し得る。そのような実施例では、源４４が、冷媒流体３０を液相に戻すように構成され得る。任意の適切な冷媒流体が使用され得る。
【００２３】
冷媒流体３０は、個別のポンプ４２及び冷媒流体源４４を有する第２の流体システムによって第２の内側チャネル１６に供給される。ある実施例では、第２の内側チャネル１６に、異なる冷媒流体及び／又は異なる温度、圧力などにある冷媒流体が供給され得る。第２の内側チャネル１６及び第２の流体システムは、冷却板１０にフェイルセーフ冗長性を提供し得る。冷却板は、第１及び第２の流体システムの同時又は交互の使用のために構成され得る。ある実施例では、冷却板１０が、流体システムのうちの１つの故障の前及び後に、一貫した冷却を提供し得る。ある実施例では、冷却板１０が、流体システムのうちの１つの故障の後に、低減された、しかし十分な冷却を提供し得る。
【００２４】
冷却板１０は、図１及び図２で描かれていない更なる構造を含み得る。例えば、冷却板は、冷却板を熱源に直接又は間接に取り付けるように構成された、取付け特徴を含み得る。例えば、冷却板１０が電子システムに締結されることを可能とするために、ファスナ開口を有するタブが、側壁２０Ａ、２０Ｂ上に形成され得る。別の一事例では、伝導壁２４が、電子機器ケースの構造ビームとして働くように構成された統合Ｉ型ビーム構造によって置き換えられ得る。
【００２５】
別の一実施例では、冷却板１０が、無線周波数（RF）機能を有する構造、又は送信器、受信器、及び／若しくは送受信器と相互作用するように構成された構造を含み得る。例えば、ハウジング１２は、アンテナとして働き且つアンプ接続のためのアダプタを含むように形作られ得る。別の一事例では、冷却板１０が、伝導壁２４の外側伝達表面２６から冷却板を通って伝導壁２２の外側伝達表面２６まで延在する開口を含み得る。その開口は、内壁構造４０によって内側チャネルから分離されており、無線周波数送信を誘導するように構成されている。
【００２６】
冷却板１０は、熱伝導材料を含む。その熱伝導材料は、レーザ焼結金属（laser sintered metal）又は溶着成形金属（fused deposition molded metal）であり得る。ある実施例では、冷却板が、アルミニウム、銅、チタニウム、及び／又はそれらの合金を含み得る。冷却板は、複数の材料を含み得るか、又は単一の材料から生成され得る。他の要因と共に、熱伝導率、比熱、密度、及び相遷移温度が、冷却板１０に対する材料又は材料の組み合わせを選択することにおいて考慮され得る。適切な又は所望の材料は、冷却板の意図された用途、及び選択された積層造形法に依存し得る。
【００２７】
再び図１を参照すると、冷却板１０は、軸４６によって規定された製造配向を有する。軸４６は、伝導壁２２、伝導壁２４、及び／又は何れかの外側伝達表面２６に直交し得る。ある実施例では、製造軸４６が、垂直軸であり得る。ある実施例では、製造軸４６が、内側チャネル１４、１６の形状に従って選択され得る。それによって、内側チャネルは、製造配向に対して効果的な菱形に形作られる。例えば、製造軸４６は、正方形の内側チャネルの側部に対して近似的に４５度の角度を形成し得る。
【００２８】
冷却板１０は、複数の層を備え得る。各層は、概して、製造軸４６に対して直交している。各層は、薄く平面的であり、隣接する層に溶着されているか、又は他のやり方で隣接する層に結合し得る。１つの層から隣接する層への変動は制限され得る。すなわち、冷却板１０の寸法は、製造軸４６に沿って徐々に変化し得る。冷却板は、急激なオーバーハング（abrupt overhang）を含まなくてよい。急激なオーバーハングは、任意の下向きの表面が製造軸４６に対して近似的に４５度を超える又は近似的に５０度を超える角度を形成することとして説明され得る。冷却板１０の全ての特徴は、したがって、二次的な支持を必要とすることなしにプリントされ得る。
【００２９】
ある実施例では、冷却板１０が、ハウジング１２の角部が積層造形設備のベース板に接触した状態の製造配向を有するときに、限定的に外部の二次的な支持が使用され得る。そのような製造配向は、内側チャネル１４、１６内の内部の如何なる二次的な支持も必要としないように選択され得る。
【００３０】
ある実施例では、冷却板１０が、積層造形されたブランク（素材）から後処理され得る。積層造形に対して不適切な急激なオーバーハング又は他の特徴は、機械加工又は他のやり方でブランクを後処理することによって形成される場合がある。そのような実施例では、積層造形されるブランクが、急激なオーバーハングを含むことがないように、且つ二次的な支持の使用を必要としないようにプリントされ得る。例えば、外壁１８、内壁構造４０、及び内側チャネル１４、１６を含む、ハウジング１２は、吸入口及び排出口なしにプリントされ得る。個別に製造された口が、製造されたブランク内に設置され得る。
【００３１】
冷却板１０の任意の構造の厚さ、又は冷却板の積層造形されたブランクは、境界付けることができる。言い換えると、その厚さは、上限及び／又は下限を有し得る。冷却板の各層は、任意の構造に対して限定されたエリアを有し得る。その限定は、絶対的であり得るか又は相対的であり得る。例えば、ハウジング１２の内壁構造４０は、１インチの千分の一（「mil」）の１００倍未満の厚さに制限され得る。ここで、１mil＝0.001インチである。或いは、壁構造は、ハウジングの長さの１０％に制限され得る。そのような制限は、製造プロセスにおいて且つ／又は後続の冷却若しくは他の温度変動において導入された応力による、プリントされた材料の亀裂又は断裂を防止することができる。
【００３２】
別の一実施例では、内壁構造４０が、２０milを超える厚さに制限され得る。そのような制限は、所望のプリント解像度、及び積層造形プロセスを通して幾何学的完全性を維持するために十分な強度の特徴を生成する助けとなり得る。
【００３３】
ある実施例では、冷却板１０が、既存の冷却板設計と同等な機能を有するように設計され、既存の冷却板設計と概してマッチングする冷媒流体供給及び／又は再循環システムに連結されるように構成され得る。
【００３４】
冷却板１０は、熱源として作用する設備の機能を促進するように、且つ／又は冷却板の効率的な積層造形を容易にするように構成された、更なる構造を含み得る。ある実施例では、冷却板１０が、本明細書で説明されるものより少ない構造又はより単純な構造を含み得る。例えば、冷却板１０は、単一の内側チャネル及び関連付けられた吸入口と排出口のみを含み得る。
【００３５】
冷却板１０は、部分的に又は全体的に単一であり得る。言い換えると、ハウジング１２、側壁２０Ａ、２０Ｂ、伝導壁２２、２４、内壁構造４０、内側チャネル１４、１６、及び／又は冷却板の任意の他の部分は、単一の構造を備え得る。冷却板は、個別の部品を組み立てる必要なしに、１つのプロセスで積層造形され得る。ある実施例では、冷却板１０の２つ以上の単体セクションが、個別に製造され、冷却板を形成するように組み立てられ得る。冷却板は、製造後の除去を必要とする二次的な支持なしに、製造することもできる。
【００３６】
冷却板１０は、単一構築の結果として、改善された信頼性を有し得る。部品の連結又は相互作用に関連する故障モードは、避けることができる。例えば、低い表面張力を有する冷媒流体が、部品の間の連結又は接合部で漏れることがないだろう。不適切に付けられた又は温度に敏感な密封剤が、腐食性又は毒性の冷媒流体の封じ込め不良を起こすことがないだろう。概して、構成要素が少ない冷却板では操作上の問題が発生する可能性が低減され得る。
【００３７】
冷却板１０は、再現可能なように構成された幾何学的形状を有し得る。言い換えると、冷却板の幾何学的形状は、板の複数の複製が製造されたときに、各複製が元々の設計の所望の許容誤差内で測定されるようになり得る。ある実施例では、所望の許容誤差が、１milであり、１０milであり、又は任意の適切なサイズであり得る。製造された複製は、形状に忠実でもあり得る。例えば、円形状に設計された導波管開口は、一貫して楕円ではなく円としてプリントされ得る。
【００３８】
実施例、構成要素、及び代替手段
以下のセクションは、例示的な積層造形された冷却板の選択された態様、並びに関連するシステム及び／又は方法を説明する。これらのセクションの実施例は、例示を目的としており、本開示の範囲全体を限定するものと解釈すべきではない。各セクションは、１以上の注目すべき実施形態若しくは実施例、並びに／又は、文脈的な若しくは関連する情報、機能、及び／若しくは構造を含み得る。
【００３９】
Ａ．例示的な菱形チャネルの冷却板
図３〜図７で示されているように、このセクションは、例示的な積層造形された冷却板１００を説明する。冷却板１００は、上述された冷却板１０の一実施例である。図３で示されているように、冷却板は、４つの側壁及び２つの伝導壁を含む外壁１０８を有する矩形状ハウジング１１０を含む。２つの伝導壁は、垂直製造軸１１６に対して、上伝導壁１１２及び下伝導壁１１４として説明され得る。
【００４０】
ハウジング１１０の４つの側壁は、右壁１２０、左壁１２２、入力壁１２４、及び出力壁１２６として説明され得る。各側壁は、伝導壁１１２、１１４と直交し且つ製造軸１１６と平行である平面的な外側表面を有する。側壁は、垂直壁としても説明され得る。
【００４１】
伝導壁１１２、１１４のそれぞれは、平面的な外側熱伝達表面１１８を有する。外側熱伝達表面は、互いに平行であり、製造軸１１６は、外側伝達表面に直交している。外側伝達表面は、平面的な熱伝達面並びに／又は第１及び第２の互いに反対側を向く熱伝達側面とも称され得る。各外側伝達表面は、熱源に接触し、熱源から離すように熱を伝導するように構成されている。
【００４２】
例えば、冷却プレート１００は、衛星内に取り付けられた光学機器、保安システム内に含まれた赤外線（IR）センサ、又は自動車のバッテリを冷却するために使用され得る。外側伝達表面１１８、及び冷却プレート１００は、所与の用途の効率的な熱管理のために形作られサイズ決定され得る。電気設備に対して、冷却プレートは、最大でユニットレベルまで、チップレベルの用途にまで拡大縮小することができる。本実施例では、外側伝達表面１１８が、近似的に１インチ×１インチの大きさである。ある実施例では、外側伝達表面が、積層造形法又はプリンティング設備によって可能な最大寸法を有し得る。
【００４３】
冷却板１００は、直接金属レーザ焼結（DMLS）、金属溶着モデリング、又は任意の他の積層造形製造プロセスによって製造されるように構成され得る。冷却プレートは、本実施形態ではアルミニウム合金を含むが、任意の１以上の伝導材料を含んでもよい。
【００４４】
図４で示されているように、ハウジング１１０の外壁１０８は、第１の内側チャネル１２８を包含する。図５で示されているように、外壁は、第２の内側チャネル１３０を更に包含する。第１の内側チャネルは、上側チャネルと称され、第２の内側チャネルは、下側チャネルと称され得る。図４〜図６で示されているように、上側チャネル１２８は、複数の内壁１３２を含む内壁構造によって下側チャネル１３０から分離されている。各チャネルは、外側伝達表面１１８と平行に、冷却プレート１００を通して個別の冷媒流体の流れを導くように構成されている。チャネルは、一方又は両方のチャネルにおいて外側伝達表面１１８から冷媒流体に熱を伝導するように、同時に又は交互に使用され得る。各チャネルは、両方の外側伝達表面から熱を伝導するように構成されている。
【００４５】
図３を再び参照すると、冷却板１００は、２つの吸入口を含む。上側吸入口１３６は、入力壁１２４を通って上側チャネル１２８に連結し、下側吸入口１３４は、入力壁を通って下側チャネル１３０に連結する。同様に、冷却板１００は、２つの排出口を含む。上側排出口１３８は、出力壁１２６を通って上側チャネル１２８に連結し、下側排出口１４０は、出力壁を通って下側チャネル１３０に連結する。
【００４６】
本実施例では、冷却板１００が単一のものである。すなわち、外壁１０８、内壁１３２、吸入口１３４及び１３６、並びに排出口１３８及び１４０は、単一ピースのブロックとして積層造形されている。その後、吸入口及び排出口は、機械加工されて、描かれている円筒形状の外面を形成する。ある実施例では、外壁１０８及び内壁１３２が、単一ピースを形成し、吸入口及び排出口が、個別に製造されて、外壁に締結され、溶接され、又は他のやり方で固定される。
【００４７】
図４は、上側チャネル１２８を示すために、４‐４線に沿って切り取られた冷却板１００を示している。上側チャネルは、吸入口１３６に連結された左側通路１４２を含む。複数の交差通路１４４が側通路１４２から規則的な間隔を置いて支流に分かれ、冷却板１００を横断して右側通路１４６まで延在する。各側通路は、右壁１２０及び左壁１２２と平行に、且つ他方の側通路と平行に延在する。交差通路１４４は、側通路と直交して延在する。
【００４８】
左側通路１４２は、吸入口１３６から冷却板１００の大部分を縦断して延在するが、出力壁１２６の寸前で止まる。右側通路１４６は、入力壁１２４から冷却板１００を縦断して延在し、出力壁１２６において排出口１３８に連結する。左側通路１４２、右側通路１４６、及び交差通路１４４は、全て、外側伝達表面１１８と平行に延在する。
【００４９】
上側チャネル１２８は、吸入口１３６から左側通路１４２に沿って冷媒流体の流れを導くように構成され、冷媒流体の一部分が各交差通路１４４を通る。上側チャネルは、交差通路１４４から右側通路１４６の中に冷媒流体を導き、右側通路を通して排出口１３８まで流すように更に構成されている。上側チャネル１２８は、両方の外側伝達表面１１８から、導かれている冷媒流体の流れへ熱を伝達するように構成されている。
【００５０】
図５は、下側チャネル１３０を示すために、５‐５線に沿って切り取られた冷却板１００を示している。下側チャネルは、上側チャネル１２８に類似するが、左右が逆になっている。下側チャネル１３０は、吸入口１３４に連結された右側通路１４８を含む。複数の交差通路１５０が側通路１４８から規則的な間隔を置いて支流に分かれ、冷却板１００を横断して左側通路１５２まで延在する。各側通路は、右壁１２０及び左壁１２２と平行に、且つ互いと平行に延在する。交差通路１５０は、側通路と直交して延在する。
【００５１】
左側通路１４８は、吸入口１３４から出力壁１２６まで、冷却板１００を縦断して延在する。左側通路１５２は、入力壁１２４から間隔を空けられた交差通路１５０から、冷却板１００の大部分を縦断して、出力壁１２６において排出口１４０に連結する。左側通路１５２、右側通路１４８、及び交差通路１５０は、全て、外側伝達表面１１８と平行に延在する。
【００５２】
下側チャネル１３０は、右側通路１４８に沿って吸入口１３４から冷媒流体の流れを導くように構成され、冷媒流体の一部分が各交差通路１５０を通る。下側チャネルは、交差通路１５０から左側通路１５２の中に冷媒流体を導き、左側通路を通して排出口１４０まで流すように更に構成されている。下側チャネル１３０は、両方の外側伝達表面１１８から、導かれている冷媒流体の流れへ熱を伝達するように構成されている。
【００５３】
図６では、交差通路１４４及び１５０の断面形状を示すために、冷却板１００が６‐６線に沿って切り取られている。上側チャネル１２８の交差通路１４４は、下側チャネル１３０の交差通路１５０と交互になっている。各交差通路は、整合した菱形の断面形状を有する。その形状は、斜方形又はひし形とも称され得る。各菱形状の各側部は、製造軸１１６に平行な垂直線と４５度未満の角度を形成する。各菱形状の角部は、特に、上端の角部１５４及び下端の角部１５６において丸められている。
【００５４】
交差通路１４４及び１５０の上端の角部１５４は、内側熱伝達表面の近くで上伝導壁１１２内に形成されている。交差通路１４４及び１５０の下端の角部１５６は、内側熱伝達表面の近くで下伝導壁１１４内に形成されている。言い換えると、冷却板１００は、上伝導壁１１２の外側伝達表面１１８から、上端の角部１５４を通して、上側チャネル１２８の交差通路１４４内の冷媒流体に、且つ、下側チャネル１３０の交差通路１５０内の冷媒流体に、熱を伝達するように構成されている。同様に、冷却板１００は、下伝導壁１１４の外側伝達表面１１８から、下端の角部１５６を通して、上側チャネル１２８の交差通路１４４内の冷媒流体に、且つ、下側チャネル１３０の交差通路１５０内の冷媒流体に、熱を伝達するようにも構成されている。
【００５５】
各チャネル１２８、１３０は、上伝導壁１１２と下伝導壁１１４の両方と接触するように説明され得る。各チャネルは、上伝導壁１１２の外側伝達表面１１８と下伝導壁１１４の外側伝達表面１１８とから等しい距離にあるとも説明され得る。それによって、チャネルは、効果的な冗長及び／又はフェイルセーフ冷却システムを提供することができる。一方のチャネルが故障したイベントでは、他方が、冷却板１００の両側を効率的に冷却するように構成されている。
【００５６】
図７は、交差通路１４４を通り且つ入力壁１２４に向かって見たときの７‐７線に沿った冷却板１００の断面図である。複数の交差通路１４４の残りが、描かれた１つのものと一致することに注意すべきである。更に、複数の交差通路１５０は、描かれた交差通路１４４に対して上下が逆になっているが、それ以外は、描かれた交差通路と同じである。
【００５７】
示されているように、左側通路１４２と右側通路１４６は、それぞれ、等しい長さの４つの直交する側部と丸められた角部とを有する菱形の断面形状を有する。各側通路は、交差通路１４４の最も高い部分の近似的に半分である高さを有する。冷却板１００の内壁構造内の開口は、交差通路１４４を各側通路に連結する。
【００５８】
交差通路１４４の断面形状は、冷却板１００を横断しながら変動し、図６で示されている細長い菱形状から、左側通路１４２と右側通路１４６の正方形の菱形の形状に合致するように変化する。下端の角部１５６は、交差通路が側通路に近づくにつれて上昇し、各側通路の下端の角部に合致するように、近似的に４５度の角度まで延在する。
【００５９】
側通路１４２、１４６及び交差通路１４４、１５０の菱形の断面形状は、冷却板１００が、内側チャネル内で二次的な支持なしに積層造形されることを可能にし得る。上側チャネル１２８と下側チャネル１３０の各内面は、冷却板の製造軸と平行な垂直線に対して４５度未満の角度を形成し得る。
【００６０】
Ｂ．例示的なトップフィード方式の菱形チャネルの冷却板
図８〜図９で示されているように、このセクションは、別の例示的な積層造形された冷却板２００を説明する。冷却板２００は、上述された冷却板１０の一実施例である。冷却板２００は、上述された冷却板１００にも実質的に類似する。したがって、類似の構造は、対応する参照番号で指定される。
【００６１】
冷却板２００は、上伝導壁２１２及び下伝導壁２１４を含む、外壁２０８を有する矩形状のハウジング２１０を含む。伝導壁２１２、２１４のそれぞれは、平面的な外側熱伝達表面２１８を有する。
【００６２】
外壁２０８は、更に４つの側壁、すなわち、右壁２２０、左壁２２２、入力壁２２４、及び出力壁２２６を含む。ハウジング２１０の外壁は、第１の内側チャネル２２８と第２の内側チャネル２３０を包含する。第１のチャネル２２８は、複数の内壁２３２を含む内壁構造によって第２のチャネル２３０から分離されている。
【００６３】
冷却板２００は、２つの吸入口も含む。右吸入口２３４は、入力壁２２４を通って第１のチャネル２２８に連結し、左吸入口２３６は、入力壁を通って第２のチャネル２３０に連結する。同様に、冷却板２００は、２つの排出口を含む。左排出口２３８は、上伝導壁２１２を通って第１のチャネル２２８に連結し、右排出口２４０は、伝導壁を通って第２のチャネル２３０に連結する。
【００６４】
各吸入口及び排出口は、外側伝達表面２１８に対して垂直に且つ直交して延在する。吸入口２３４及び２３６は、入力壁２２４に接触して配置され、下伝導壁２１４の近くで湾曲して、内側チャネルと直線的に連結する。排出口２３８及び２４０は、対応する内側チャネルの上側部分内の開口に連結する。そのような垂直配向は、二次的な支持なしに吸入口及び排出口の積層造形を容易にし得る。本実施例では、冷却板２００が単一である。すなわち、外壁２０８、内壁２３２、吸入口２３４及び２３６、並びに排出口２３８及び２４０は、単一ピースとして積層造形されている。
【００６５】
図９で示されているように、第１のチャネル２２８は、吸入口２３４に連結された右側通路２４６を含む。複数の交差通路２４４が側通路２４６から規則的な間隔を置いて支流に分かれ、冷却板２００を横断して左側通路２４２まで延在する。図８で示されているように、左側通路２４２は、冷却板２００を縦断して出力壁２２６の近くの排出口２３８まで延在する。
【００６６】
第１のチャネル２２８は、右側通路２４６に沿って吸入口２３４から冷媒流体の流れを導くように構成され、冷媒流体の一部分が各交差通路２４４を通る。第１のチャネルは、交差通路２４４から左側通路２４２の中に冷媒流体を導き、左側通路を通して排出口２３８まで流すように更に構成されている。第１のチャネル２２８は、両方の外側伝達表面２１８から、導かれている冷媒流体の流れへ熱を伝達するように構成されている。
【００６７】
第２のチャネル２３０は、第１のチャネル２２８に類似するが、左右が逆になっている。第２のチャネルは、吸入口２３６に連結された左側通路２５２を含む。複数の交差通路２５０が側通路２５２から規則的な間隔を置いて支流に分かれ、冷却板２００を横断して右側通路２４８まで延在する。右側通路２４８は、冷却板２００を縦断して出力壁２２６の近くの排出口２４０まで延在する。
【００６８】
第２のチャネル２３０は、吸入口２３６から左側通路２５２に沿って冷媒流体の流れを導くように構成され、冷媒流体の一部分が各交差通路２５０を通る。第２のチャネルは、交差通路２５０から右側通路２４８の中に冷媒流体を導き、右側通路を通して排出口２４０まで流すように更に構成されている。第２のチャネル２３０は、両方の外側伝達表面２１８から、導かれている冷媒流体の流れへ熱を伝達するように構成されている。
【００６９】
各チャネル２２８、２３０は、上伝導壁２１２と下伝導壁２１４の両方と接触するように説明され得る。各チャネルは、上伝導壁２１２の外側伝達表面２１８と下伝導壁２１４の外側伝達表面２１８とから等しい距離にあるとも説明され得る。それによって、チャネルは、効果的な冗長及び／又はフェイルセーフ冷却システムを提供することができる。一方のチャネルが故障したイベントでは、他方が、冷却板２００の両側を効率的に冷却するように構成されている。
【００７０】
図９は、交差通路２４４を通り且つ入力壁２２４に向かって見たときの９‐９線に沿った冷却板２００の切断図である。複数の交差通路２４４の残りが、描かれた１つのものと一致することに注意すべきである。第１のチャネル２２８の交差通路２４４は、第２のチャネル２３０の交差通路２５０と交互になっている。各交差通路は、整合した菱形の断面形状を有する。その形状は、斜方形又はひし形とも称され得る。更に、複数の交差通路２５０は、描かれた交差通路２４４に対して上下が逆になっているが、それ以外は、描かれた交差通路と同じである。
【００７１】
図９で示されているように、左側通路２４２と右側通路２４６は、それぞれ、等しい長さの４つの直交する側部を有する菱形の断面形状を有する。側通路２４２、２４６及び交差通路２４４、２５０の菱形の断面形状は、冷却板２００が、内側チャネル内で二次的な支持なしに積層造形されることを可能にし得る。第１のチャネル２２８と第２のチャネル２３０の各内面は、冷却板の製造軸と平行な垂直線に対して４５度未満の角度を形成し得る。
【００７２】
冷却板２００の内壁構造内の開口は、交差通路２４４を各側通路に連結する。交差通路２４４の断面形状は、冷却板２００を横断しながら変動し、中央領域内の細長い菱形状から、左端部及び右端部において、左側通路２４２と右側通路２４６の正方形の菱形状に合致するように変化する。上端の角部は、右側通路２４６の位置から上昇して、近似的に４５度の角度まで延在する。同様に、下端の角部は、左側通路２４２に合致するように上昇し、近似的に４５度の角度まで延在する。
【００７３】
Ｃ．例示的な冷却システム
図１０〜図１２で示されているように、このセクションは、例示的な冷却システム３００を説明する。図１０は、熱源３１０を有するシステム３００の部分分解立体図である。熱源は、エンジン、バッテリ、化学反応室、及び／又は別の熱伝達デバイスを含み得るが、それらに限定されるものではない。ある実施例では、熱源３１０が、プリント回路基板、マイクロ波周波数送受信器、及び／又はデジタルフェーズドアレイなどの、電子機器を含み得る。冷却システム３００は、熱源３１０が位置付けられる任意の環境内で使用され得る。例えば、冷却システムは、輸送体内、衛星上、又は製造プラント内で使用され得る。
【００７４】
冷却システム３００は、前冷却板３１２と裏冷却板３１４を含む。熱源３１０は、前冷却板と裏冷却板との間に挟持される。それらの冷却板は、熱源の両側から離すように熱を伝達する。熱源の主たる配向に対して、前冷却板３１２は、熱源の前側上に配置されるように説明され、裏冷却板３１４は、熱源の裏側上に配置されるように説明され得る。描かれている実施例では、熱源３１０と冷却板３１２及び３１４とが、矩形状に示されている。冷却板は、熱源３１０に対して適切な任意の形状であり、熱源の任意の２つの表面上に配置され得る。ある実施例では、更なる冷却板が、冷却システム３００内に含まれてよい。例えば、冷却システムは、立方体形状を有する熱源の６つの側面のうちの５つと接触するように構成された５つの冷却板を含み得る。
【００７５】
冷却システム３００は、熱源３１０及び／又は隣接する構造に固定され得る。各冷却板３１２、３１４は、熱源及び／又は他の冷却板に連結され得る。例えば、熱源は、各冷却板に接着され、締結され、又は他のやり方で固定され得る。ある実施例では、裏冷却板３１４が、今度は、隣接する構造の構造マウントに連結され得る。
【００７６】
裏冷却板３１４は、冷媒流体の流れを導くように構成された内側チャネルを含む、積層造形された冷却板１０の一実施例である。本実施例では、裏冷却板が、熱源を支持し且つ隣接する構造との連結を容易にするための適切な構造的構成要素も含み得る。裏冷却板３１４は、熱源３１０の裏側から離すように熱を伝導するように構成されている。裏冷却板は、冷媒流体源から流体を導き得る。その冷媒流体源は、前冷却板３１２から分離され得るか又は前冷却板３１２と共有され得る。
【００７７】
前冷却板３１２は、冷媒流体の流れを導くように構成された内側チャネルを含む、積層造形された冷却板１０の別の一実施例である。吸入口３２１と排出口３２３は、冷却板の一側部の中に冷媒流体を導き、冷却板の一側部から外に冷媒流体を導く。前冷却板３１２の内側チャネルは、任意の適切なパターンでレイアウトされ得る。そして、冷媒流体は、直線的な流れ、放射する流れ、及び／又は枝分かれする流れで導かれ得る。ある実施例では、前冷却板３１２が、単一の連続的な内側チャネルを含み、２つ以上の垂直に積み重ねられたチャネルを含み、且つ／又は冷却板１００及び２００において上述されたものなどの、複数の入り組んだチャネルを含み得る。
【００７８】
前板３１２は、冷却板の裏側から前側に延在する、複数の通路又は貫通開口３２０を更に含む。該開口は、冷媒流体に近く、内側チャネルから分離されている。開口３２０は、前冷却板３１２を通して熱源３１０にアクセスすることを可能にするように構成され得る。例えば、開口は、赤外線センサ、状態表示発光ダイオード、システムリセットボタン、又はメモリカードスロットの上に配置され得る。ケーブル、管類、流体、及び／又は任意の適切な構造若しくは構成要素も、開口３２０を通過し得る。例えば、熱源３１０は、電気モータであり得る。そして、電力が、１つの開口を通過するケーブルによって熱源３１０に供給され得る。それと同時に、駆動軸が、モータから別の開口を通って延在する。
【００７９】
別の実施例では、前冷却板３１２が、送信器のアンテナ要素と位置合わせされた、各アンテナ要素のための開口３２０を含み得る。それぞれのそのような開口に対して、対応する導波管が前冷却板３１２上に取り付けられ得る。それによって、開口と導波管は協働して、送信器の対応するアンテナ要素からの送信を誘導する。代替的に又は追加的に、導波管構造は、各開口３２０の内面上に形成され得る。言い換えると、開口３２０は、前冷却板３１２を介した電磁放射線の通過を可能にし且つ／又はその伝送を誘導するように構成され得る。
【００８０】
前板３１２内の複数の開口３２０の一部又は全部は、他の構成要素、放射源、及び／又は熱源３１０のレシーバ（receiver）と位置合わせされ得る。前冷却板３１２は、特定の熱源の選択された構成要素に対応する開口３２０のパターンを有するように、その熱源のために設計され得る。
【００８１】
描かれている実施例では、前冷却板３１２が、熱源３１０の上面の全範囲をカバーするように示されている。ある実施例では、前冷却板３１２が、熱源の表面の限定された部分のみをカバーし得る。そして、冷却システム３００は、１以上のカバーを更に含み得る。カバーは、塵、天候、又は入射放射線などの、環境効果から熱源３１０を保護するように構成され得る。カバーは、冷媒流体の流れを導くように構成されておらず、したがって、限られた熱を生成する熱源３１０の部分を覆って配置され得る。例えば、カバーは、前冷却板３１２から分離して製造されたアルミニウムの単一層であってよい。ある実施例では、各カバーが、前冷却板３１２の部分として積層造形され得るか、又は冷却プレートとは異なる１以上の材料を含み得る。
【００８２】
冷却システム３００は、特定の熱源、送信器、及び／又は他の設備に従って設計され得る。例えば、冷却板３１２、３１４は、大量の熱を生成する熱源３１０の接触エリアに対して形作られ得る。一方で、冷却システムは、限られた熱を生成する熱源のエリアを保護するのに適切なカバーを含み得る。開口３２０は、熱源３１０の選択された構成要素に対するアクセスを可能とするように位置付けられ得る。
【００８３】
ある実施例では、前冷却板３１２が、個別に製造されたセクションから作り上げられ得る。各セクションは、冷媒流体の流れを導くように構成された内側チャネルを含み得る。それらのセクションに加えて、前冷却板３１２は、これらの内側チャネルが直列に動作するように、それらのセクションに連結するブリッジ構造を含み得る。言い換えると、各ブリッジセクションは、１つのセクションから次のセクションに冷媒流体を導き得る。吸入口及び排出口を含むインターフェース構造が、１以上の連結部において取り付けられ得る。ある実施例では、冷却板のセクションが、各セクションの内側チャネルが分離したままであるように連結され得る。各セクションは、個別の冷媒流体源から、隣接するセクションから、且つ／又は共有された冷媒流体源から流体を導き得る。
【００８４】
個別のセクションから前冷却板３１２を組み立てることは、故障イベントの際の交換を容易にし得る。任意の１つのプリントされるセクションのサイズを限定することによって、反り及び亀裂などの問題を避けながら、プリントの品質を改善することもできる。ある実施例では、前冷却板３１２が、利用可能なプリント設備のサイズの制約のために、複数のセクションで製造され得る。ある実施例では、前冷却板３１２が、２つのピースとして、異なる設計の複数のピースとして、又は選択された製造設備及び／若しくは冷却板設計に適切な任意の区分に従って製造され得る。
【００８５】
図１１〜図１２は、３つの合致する四分円及び適切な連結構造を用いて組み立てられたときに、冷却システム３００の前冷却板３１２を形成し得る、四分円３１８の一実施例を示している。本実施例では、四分円３１８が、近似的に１５インチ×１５インチの大きさであり、レーザ焼結されたアルミニウム合金から成っている。四分円は、前壁３２６及び裏壁３２８を含む、外壁３２４を有するハウジングを含む。裏壁３２８の平面的な外側熱伝達表面３３０は、熱源３１０の前側と接触するように構成されている。開口３２０が、外側熱伝達表面３３０と直交する冷却板の四分円３１８を貫通して、前壁３２６と裏壁３２８の両方を通って延在する。
【００８６】
冷却板の四分円３１８のエッジに沿って、構造取付特徴３３２が配置されている。本実施例では、該特徴が、四分円の側壁から延在するタブを含む。タブは、それぞれ、隣接する四分円に対して冷却板３１８の四分円を締結するのに適切なファスナ開口を含む。ある実施例では、取付特徴３３２が、冷却システム３００の他の構成要素、及び／又は支持構造に、四分円を連結させるために使用され得る。冷却板の四分円３１８は、四分円上の任意のポイントに配置された任意の構造取付特徴を含み得る。例えば、四分円の外壁３２４は、衛星の他の構造ビームとの連結のためのＩ型ビームを形成するように形作られ得る。構造取付特徴３３２は、四分円３１８の部品として積層造形され、且つ／又は後処理の部品として追加され得る。
【００８７】
外壁３２４は、内壁３３８によって分割された、第１の層３３４と第２の層３３６とを包含する。四分円の切断図である図１２で示されているように、各層は、リブ３４２によって複数のチャネル３４０に分割されている。各層は、冷媒流体の複数の流れを裏壁３２８の外側伝達表面３３０と平行に導くように構成されている。ある実施例では、チャネル３４０が枝分かれし又は相互連結し、外壁３２４が第３の層を含み、且つ／又は四分円３１８が任意の適切な数及び構成の層及びチャネルを含み得る。
【００８８】
描かれている実施例では、チャネル３４０が、概して、矩形状の断面を有する。図１１で示されているように、内部のプリント支持を使用することなしに積層造形を容易にするために、四分円３１８が非垂直な製造軸３４８を有する。言い換えると、四分円３１８は、チャネル３４０が製造軸３４８に対して菱形の断面形状を有するような配向で製造される。軸は、垂直方向に対して約５０度で延在する。製造軸３４８は、リブ３４２の間隔に従って選択され得る。それによって、四分円３１８の各平面的な表面は、製造軸に対して近似的に４５度未満で延在する。すなわち、製造軸３４８は、外壁３２４、内壁３３８、及びリブ３４２が、任意の急激なオーバーハングを形成しないように方向付けられ得る。
【００８９】
そのような配向で四分円３１８を製造するために、限られた二次的な支持が必要とされ得る。例えば、支持コラムが、プリンターのベース板と裏壁３２８との間でプリントされ得る。そのような単純な外的支持は、四分円３１８の完全性又はプリント品質を損なうことなしに、プリント後に容易に除去され得る。ある実施例では、チャネル３４０が、垂直方向に対して菱形の断面を有するように、内壁３３８及びリブ３４２によって画定され得る。そのような実施例では、製造軸３４８が近似的に垂直方向であり、冷却板の四分円３１８は、二次的な支持なしに全体が製造され得る。
【００９０】
図１２で示されているように、各チャネル３４０は、入力３４４から出力３４６まで湾曲した、曲がった、又は角部のある経路に従う。本実施例では、入力及び出力が、ブリッジ構成要素と連結するように構成された、冷却板の四分円３１８の開いた端部である。前冷却板を形成するために組み立てられるときに、１つの四分円の入力３４４は、別の１つの四分円の出力３４６に連結される。それによって、４つの四分円を一緒にすると、単一の効果的な入力及び出力で直列に動作する。各ブリッジ構成要素は、入力又は出力に対して連結される直交チャネルを含み得る。それによって、チャネル３４０は、冷却板１００で説明された交差通路と同様に機能する。任意の効果的な構造又は流体連結が使用されて、四分円３１８を前冷却板３１２に組み立てることができる。前冷却板は、任意の効果的な冷媒流体の流れパターンに対して構成され得る。
【００９１】
本実施例では、冷却板の四分円３１８の第１の層３３４が、裏壁３２８から間隔を空けられている。すなわち、第２の層３３６は、第１の層３３４より外側熱伝達表面３３０に近い。したがって、第１の層３３４は、第２の層３３６に対してバックアップ又はフェイルセーフシステムとして働くように構成され得る。通常の動作中に、第２の層３３６を通って流れる冷媒流体は、熱源から裏壁３２８を通して直接的に熱を吸収することができる。故障イベントでは、裏壁３２８から第２の層３３６のリブ３４２を通して内壁３３８まで熱が伝導され得る。その後、第１の層３３４を通る冷媒流体が、内壁３３８を通して熱を吸収し得る。
【００９２】
冷却板の四分円３１８は、それぞれが中央開口３２０を有する、複数のボス３５０を更に含む。各ボスは、前壁３２６及び裏壁３２８と直交して、前壁と裏壁との間で延在する。ボスは、第１の層３３４、内壁３３８、及び第２の層３３６を通って延在する。ボスは、円筒形状通路、内壁構造、及び／又は統合された導波管とも称され得る。開口３２０は、内壁構造によって第１及び第２の層から分離された通路として説明され得る。
【００９３】
本実施例では、全てのボス３５０及び開口３２０が、円形であり一致したサイズを有する。ある実施例では、ボス３５０が、開口３２０とは異なる形状を有し得るか、又は形状及び／若しくはサイズが、ボス３５０及び／又は開口３２０の間で変動し得る。ある実施例では、ボス３５０が、前壁及び裏壁に対して直交しない角度で延在し、送受信器の送信又は受信方向などの、熱源の構成要素又は機能に合わされる。送受信器に対しては、開口の寸法が、１以上の伝送周波数に従って選択され得る。例えば、開口３２０は、マイクロ波周波数に対して導波管として作用するのに適切な、近似的に１センチメートルの直径を有し得る。
【００９４】
複数のボス３５０のそれぞれは、２つのチャネルの間のリブ３４２上に配置されている。ある実施例では、ボスがチャネル３４０内に配置されてもよい。ボス３５０がリブ３４２上に配置されたときに、ボスは、２つの隣接するチャネル３４０を分離するリブの部分を形成する。各開口３２０は、対応するボス３５０によって、取り囲む又は隣接するチャネル内の冷媒流体から分離されている。開口３２０の位置は、熱源のレイアウトに従って選択され得る。したがって、リブ３４２は、積層造形中に適切に分割されるには小さすぎる間隙が形成されないように、ボス３５０に対して位置決めされ且つ湾曲し得る。
【００９５】
D．積層造形の例示的な方法
このセクションは、図１３を参照しながら、加工対象物の積層造形のための例示的な方法のステップを説明する。図１４で描かれている例示的な積層造形デバイスの態様は、以下で説明される方法ステップで利用され得る。適切な場合には、各ステップを実行することにおいて使用され得る構成要素及びシステムに対する参照が行われ得る。これらの参照は例示のためのもので、本方法の任意の特定のステップを実行するのに可能な方法を限定することを意図していない。
【００９６】
積層造形（AM）は、比較的に安価な費用での速い製造の方法として多くの産業で急激に人気を獲得している。時々３Dプリンティングとして知られているAMは、物体を徐々に追加して構築することによって、３Dモデルから固体の物体を生成するために使用され得る。AMは、通常、原材料を付け、その後、原材料を選択的に接合し又は融合させて、所望の物体を生成する。原材料は、通常、層で付けられる。その場合、個別の層の厚さは、使用されている特定の技術に依存し得る。
【００９７】
しばしば、原材料は、顆粒又は粉末の形態を採り、層として付けられ、その後、熱源によって選択的に溶融される。多くの場合では、そのような材料の土台の上面が溶融され、その後、成長中の加工対象物が、その土台自体の中にわずかに下げられる。その後、原材料の新しい層が土台に付けられ、次の層が前のものの上に融合される。顆粒の原材料は、例えば、熱可塑性ポリマー、金属粉末、金属合金粉末、又はセラミック粉末を含み得る。それらは、走査型レーザ又は走査型電子ビームなどの、コンピュータ制御された熱源を使用して融合され得る。例示的な方法は、とりわけ、選択的レーザ溶融（SLM）、直接金属レーザ焼結（DMLS）、選択的レーザ焼結（SLS）、溶着モデリング（FDM）、及び電子ビーム溶融（EBM）を含む。
【００９８】
図１３は、例示的な積層造形法で実行されるステップを示すフローチャートであり、本方法の完全な工程又は全てのステップを列挙しているわけではない。方法４００の様々なステップが後述され図１３で示されているが、ステップは必ずしも全て実施する必要があるわけではなく、場合によっては、同時に、あるいは図示された順序とは異なる順序で実施されることもある。
【００９９】
ステップ４１０では、順序付けられた複数の層を記述するデジタル情報が受け取られる。図１４で描かれているように、デジタル情報は、積層造形デバイス５１０のコンピュータコントローラ５１２によって受け取られ得る。積層造形デバイスは、プリンター又は製作器とも称され得る。コンピュータコントローラ５１２は、デジタル設計情報を受け取るように構成された任意のデータ処理システム、及びプリンター５１０の制御機能を含み得る。図１４で示されている例示的なコンピュータコントローラは、プリンターの機能を制御するためのプロセッサ５１４、及び受け取ったデータを記憶するためのメモリ５１６を含む。
【０１００】
受け取られた情報は、三次元物体の層を構成する複数の二次元パターンのための幾何学的データ及び／又は設計の詳細を含み得る。ここで、三次元物体は、製造されるべき加工対象物５２８である。例えば、加工対象物５２８は、上述された冷却板であり得る。層は、断面又はスライスとも称され得る。複数の層が、第１の層から最後の層まで番号が付けられ又は組織化され得るように順序付けられる。
【０１０１】
方法４００のステップ４１２は、プリンター５１０の構築環境５２０内に位置付けられた構築プラットフォーム５１８上に原材料を堆積させることを含む。構築プラットフォームは、製造軸５２２に沿ってコンピュータコントローラ５１２によって可動な支持体を含み得る。構築プラットフォームは、製造軸５２２と直交する平面的な表面を有し得る。
【０１０２】
原材料は、積層造形に適切な任意の材料であり、通常は流体又は粉末であり、感光性ポリマー樹脂、熱可塑性物質、しっくい（plaster）、セラミック、及び金属を含むが、それらに限定されるものではない。上述された冷却板では、原材料が、アルミニウム又は銅などの伝導性金属の合金粉末であってよい。材料は、ホッパー、タンク、又は粉体層（powder bed）などの、原材料源５２４から供給され得る。例えば、アルミニウム粉末が、コンピュータコントローラ５１２によって作動されるブラシアームによって、構築プラットフォーム５１８上の粉体層からスイープされ得る。
【０１０３】
原材料は、構築プラットフォーム５１８上に均一に供給され得るか、又は選択されたパターンで堆積され得る。堆積は、コンピュータコントローラ５１２の制御の下で行われ得る。ある実施例では、構築プラットフォーム５１８が、原材料内に沈められており、堆積は、重力又は流体の圧力によって達成され得る。ある実施例では、原材料源５２４に連結されたプリントヘッド５２６が、順序付けられた複数の層のうちの第１の層に対応するパターンで、原材料を堆積させ得る。
【０１０４】
ステップ４１４では、原材料が、第１の層を生成するように変造される。言い換えると、順序付けられた複数の層のうちの第１の層を記述する設計情報に従って、且つ、コンピュータコントローラ５１２によって指示されるように、堆積材料内で物理的な変化が誘起されて、第１の層を構築プラットフォーム上の物理的な物体として実現する。
【０１０５】
コンピュータコントローラ５１２によって制御される、プリンター５１０のプリントヘッド５２６によって材料が作用され得る。例えば、プリントヘッドは、感光性ポリマーを光に晒すことによって硬化させるレーザを含んでよい。上述された冷却板では、プリントヘッド５２６が、金属粉末を熱に晒すことによって焼結させるレーザであってよく、又は、熱可塑性金属の連続的なフィラメントを供給する、加熱されたプリンターの押出機ヘッドであってよい。プリントヘッドは、コンピュータコントローラ５１２によって指示されて、第１の層に対して受け取られたデジタル情報内で記述された経路、及び／又は受け取られたデジタル情報に基づいてプロセッサ５１４によって計算された経路を辿ることができる。
【０１０６】
ステップ４１６は、構築プラットフォームを再位置決めすることを含む。ある実施例では、構築プラットフォーム５１８が、プリントヘッド５２６から選択された距離だけ離れて開始し得る。選択された距離は、プリントヘッドによって実行される手順によって決定され得る。層を生成した後で、構築プラットフォームは、製造軸５２２に沿ってプリントヘッド５２６から層の厚さだけ離れるように、コンピュータコントローラ５１２によって再位置決めされ得る。すなわち、構築プラットフォームは、生成された層の上面がプリントヘッド５２６から選択された距離だけ離れるように移動され得る。
【０１０７】
ある実施例では、構築プラットフォーム５１８が、原材料供給構成要素などのプリンター５１０の別の要素と一直線上になって開始し得る。層の生成の後で、構築プラットフォームは、生成された層の上面がプリンター５１０の他の要素と位置合わせされるように、製造軸５２２に沿ってコンピュータコントローラ５１２によって再位置決めされ得る。ある実施例では、ステップ４１６で、プリントヘッド５２６が、構築プラットフォーム５１８の代わりに又はそれに加えて再位置決めされ得る。ある実施例では、ステップ４１６がスキップされ得る。
【０１０８】
ステップ４１８では、原材料が、方法４００の先行するステップで生成された層の上に堆積される。ステップ４１２に対して説明されたように、原材料は、任意の適切な材料であり、任意の適切なやり方で堆積され得る。ステップ４２０では、原材料が、ステップ４１４に対して以前に説明されたように次の層を生成するように変造される。
【０１０９】
ステップ４１６から４２０までは、最後の層が生成されるまで、受け取られたデジタル情報の複数の層のうちの各層を生成するように繰り返され得る。その後、生成された第１の層から最後の層は、受け取られたデジタル情報内で記述されたような加工対象物５２８を含み得る。加工対象物は、プリンターから取り外され、所望なように後処理され得る。例えば、上述された冷却板は、構築プラットフォームの構築板から機械加工され、冷却板の外装の細かい詳細又は滑らかな表面が、機械加工又は他の方法によって更に仕上げられ、その後、吸入口及び排出口が設置され得る。
【０１１０】
E．冷却板を製造する例示的な方法
このセクションは、図１５を参照しながら、冷却板の製造のための例示的な方法６００のステップを説明する。上述された冷却板、冷却板の設計、積層造形法、又は積層造形デバイスの態様は、以下で説明される方法ステップで利用され得る。適切な場合には、各ステップを実行することにおいて使用され得る構成要素及びシステムに対する参照が行われ得る。これらの参照は例示のためのもので、本方法の任意の特定のステップを実行するのに可能な方法を限定することを意図していない。
【０１１１】
図１５は、例示的な方法で実行されるステップを示すフローチャートであり、本方法の完全な工程又は全てのステップを列挙しているわけではない。方法６００の様々なステップが後述され図１５で示されているが、ステップは必ずしも全て実施する必要があるわけではなく、場合によっては、同時に、あるいは図示された順序とは異なる順序で実施されることもある。
【０１１２】
冷却板を機械加工するために使用される従来の部品設計又は冷却板を製造する他の従来の方法は、積層造形に対して非効率であり得るか又は使用不可能でさえあり得る。使用されているプロセス及び材料に応じて、支持されていない特徴が崩壊し、繊細な特徴は不十分な明瞭さが与えられ、且つ／又は摩耗及び亀裂が生じ得る。内部チャネル及び複雑な幾何学的形状は、概して、手動による高価で時間がかかる除去を必要とする二次的なプリンティング支持に頼っている。新しい冷却板の設計及び冷却板を製造する方法が、AM法の効率的な使用を可能にする一方で、従来の冷却板の機能を維持するために必要とされる。
【０１１３】
方法６００は、そのような新しい方法の一実施例である。ステップ６０２では、該方法が、両側の外側面を有するハウジングをプリントすること（プリンティング）を含む。ハウジングは、熱伝導材料を含み、熱源に対応するようにサイズ決定され得る。両側の外側面は、熱源から熱を伝導するように構成され、平面的であり得るか又は任意の適切な形状であり得る。
【０１１４】
ステップ６０２のプリンティング及び後続のステップのプリンティングは、上述された方法４００などの積層造形法に従って行われ得る。特に、プリンティングは、アルミニウム又は銅合金の直接金属レーザ焼結（DMLS）又は金属溶着モデリングによって行われてよい。ハウジングは、両側の外側面と直交する軸を有し得る。その軸は、垂直方向又は積層造形法の製造軸と一致し得る。言い換えると、ハウジングは、外側面が平坦な状態でプリントされ得る。プリンティングは、二次的な支持の使用なしに実行され得る。
【０１１５】
ステップ６０４は、内壁構造をプリントすることを含む。内壁構造は、両側の外側面の間に配置され、ハウジングによって包含され得る。内壁構造は、複数の表面を含み得る。それらの各下向きの表面は、製造軸に対して近似的に４５度未満の角度で配置されている。
【０１１６】
ステップ６０６では、方法６００が、第１及び第２の内側チャネルを画定することを含む。内側チャネルは、ハウジング内に包含され、内壁構造によって分離され得る。第１及び第２の内側チャネルは、内部の二次的な支持に対する必要性を避けるように形作られ得る。例えば、該チャネルは、菱形の断面形状を有し得る。
【０１１７】
内側チャネルは、これもまた内壁構造によって画定される複雑な経路を有し得る。各内側チャネルは、入力から出力まで延在し得る。チャネルの一部分は、両側の外側面の一方又は両方と平行に延在している。各内側チャネルは、ハウジングを通る流体の分離した流れを導くように構成され、それによって、両側の外側面によって伝導される熱が流体の中に伝達される。
【０１１８】
ステップ６０８は、第１及び第２の流体吸入口及び排出口をプリントすることを含む。第１の吸入口及び排出口は、第１の内側チャネルと流体連通し得る。そして、第２の吸入口及び排出口は、第２の内側チャネルと流体連通し得る。吸入口は、共有された流体源及び／又は個別の流体源に対して連結されるように構成され得る。各吸入口は、ハウジングの外壁を通して対応する内側チャネルの中へ流体の流れを導くように構成され得る。
【０１１９】
同様に、排出口は、共有された流体排出システム及び／又は個別の流体排出システムに対して連結されるように構成され得る。各排出口は、ハウジングの外壁を通して対応する内側チャネルから流体の流れを導くように構成され得る。
【０１２０】
ある実施例では、代わりに、ステップ６０８が、吸入口及び排出口のための連結部、及び／又は、口を受け入れるのに適切なハウジングの外壁を通る開口をプリントすることを含み得る。吸入口及び排出口は、積層造形され、後処理され、且つ／又は個別に設置され得る。
【０１２１】
任意選択的なステップ６１０は、両側の外側面の間の導波管通路を画定することを含む。該通路は、ステップ６０４でプリントされた内壁構造によって画定され得るか、又は、ステップ６１０が、更なる構造をプリントすることを含み得る。任意の数の更なる導波管通路が、同様に画定され得る。
【０１２２】
導波管通路は、円形状、矩形状、又は任意の適切な形状であり、両側の外側面に直交して延在し得る。通路の内部寸法は、熱源の送信又は受信周波数に従って選択され得る。通路は、第１及び第２の内側チャネル並びに流体の流れから分離され得る。
【０１２３】
ある実施例では、方法６００が、機械加工、穿孔、及び／又は表面仕上げなどの、冷却板を後処理するためのステップを更に含み得る。後処理は、例示的な送信器冷却システム３００に対して上述された四分円などの、冷却板の個別にプリントされたセクションの組み立てを含み得る。冷却板セクションは、各セクションのチャネルが、冷却板の第１及び第２のチャネルを形成するように連結するように組み立てられ得る。組み立ては、冷却板セクションを接合すること、締結すること、及び／又はその他のやり方で固定することを含み得る。
【０１２４】
F．マイクロ波送信器から熱を除去する例示的な方法
このセクションは、図１６を参照しながら、マイクロ波送信器から熱を除去するための例示的な方法７００のステップを説明する。上述された冷却板の態様が、以下で説明される方法ステップで利用され得る。適切な場合には、各ステップを実行することにおいて使用され得る構成要素及びシステムに対する参照が行われ得る。これらの参照は例示のためのもので、本方法の任意の特定のステップを実行するのに可能なやり方を限定することを意図していない。
【０１２５】
図１６は、例示的な方法で実行されるステップを示すフローチャートであり、本方法の完全な工程又は全てのステップを列挙しているわけではない。方法７００の様々なステップが後述され図１６で示されているが、ステップは必ずしも全て実施する必要があるわけではなく、場合によっては、同時に、あるいは図示された順序とは異なる順序で実施されることもある。
【０１２６】
ステップ７０２では、該方法が、熱伝達表面に対して直交する通路を有する冷却板を提供することを含む。そのような冷却板は、上述された方法６００に従って製造され得る。上述された送信器冷却システム３００の前冷却板は、そのような冷却板の一実施例である。冷却板は、ハウジング、及び冷却板を通して流体の流れを導くように構成された少なくとも１つの内部チャネルを含み得る。冷却板は、熱伝達表面からハウジングを通して内部チャネル内の流体に熱を伝導するように構成され得る。
【０１２７】
提供される冷却板は、選択された送信器に対しても構成され得る。例えば、通路が、送信器の放射素子の位置に対応して配置され得る。別の一実施例では、熱伝達表面が、送信器の熱を生成する部分と一致するサイズ及び形状を有し得る。
【０１２８】
ステップ７０４は、冷却板の熱伝達表面を送信器に接触させることを含む。冷却板は、送信器と直接又は間接に接触し得るが、送信器と熱連通してよい。例えば、熱伝達表面と送信器との間にサーマルペーストが配置されて、伝導を改善し得る。一旦接触したら、熱伝達表面は、熱を送信器から離すように冷却板を通って流れている流体に伝導し得る。
【０１２９】
ステップ７０６は、冷却板の通路を送信器の要素と位置合わせすることを含む。該通路は、励振器又はアンテナなどの送信器の放射素子に位置合わせされ得る。それによって、冷却板は、普通であれば冷却板の導電材料又は流体によって遮断され得る伝送を可能にし得る。ある実施例では、該通路が、送信された信号に対する導波管として作用するように構成され得る。
【０１３０】
任意選択的なステップ７０８は、冷却板と別の冷却板との間に送信器を挟持することを含む。ある実施例では、更なる冷却板が、直交する通路なしに熱伝達表面を含んでよい。したがって、更なる冷却板は、放射素子を含まない送信器の一部分と接触するように配置され得る。ある実施例では、両方の冷却板が、直交する通路を含み、送信器の放射部分と接触するように配置され得る。
【０１３１】
例示的な組み合わせ及び更なる実施例
このセクションは、非限定的に、一連の段落として提示される積層造形された冷却板の更なる態様及び特徴を説明する。それらの一部又は全部は、明確性及び効率性のために英数字で指定され得る。これらの段落の各々は、任意の好適な方法で、１以上の他の段落と且つ／又は本出願の他の部分の開示と組み合わせることができる。以下の段落の幾つかは、明示的に他の段落に言及し、更に他の段落を限定することにより、非限定的に、好適な組み合わせの幾つかの例を提供するものである。
A0．
積層造形された冷却板であって、
外壁を含む筐体部分であって、前記外壁が、冷媒流体の流れを導くように構成された第１の内側チャネルを包含する、筐体部分、
前記第１の内側チャネルに連結された第１の流体吸入口であって、前記筐体部分の外壁を通して前記第１の内側チャネルの中へ冷媒流体の流れを導くように構成されている、第１の流体吸入口、及び
前記第１の内側チャネルに連結された第１の流体排出口であって、前記筐体部分の外壁を通して前記第１の内側チャネルから冷媒流体の流れを導くように構成されている、第１の流体排出口を備え、
前記第１の内側チャネルが内壁によって画定され、前記筐体部分と前記内壁が単一の積層造形されたユニットを形成している、冷却板。
A1．
前記筐体部分が、冷媒流体の流れを導くように構成された第２の内側チャネルを包含し、前記第２の内側チャネルが、第２の流体吸入口と第２の流体排出口に連結され、前記第１の内側チャネルと前記第２の内側チャネルが、互いから分離されている、段落A0に記載の冷却板。
A2．
前記第１の吸入口と前記第２の吸入口のそれぞれが、個別の冷媒流体源に連結されている、段落A1に記載の冷却板。
A3．
前記第１の吸入口と前記第２の吸入口のそれぞれが、前記冷却板の中へ冷媒流体を供給するように構成された個別のポンプデバイスに連結されている、段落A1又はA2に記載の冷却板。
A4．
前記筐体部分が、互いに反対側を向く第１の熱伝達側面と第２の熱伝達側面とを有し、前記第１の内側チャネルと前記第２の内側チャネルのそれぞれが、前記第１の熱伝達側面と前記第２の熱伝達側面から等距離にある、段落A1からA3のいずれか１つに記載の冷却板。
A5．
前記筐体部分が、互いに反対側を向く第１の熱伝達側面と第２の熱伝達側面とを有し、前記第１の内側チャネルが、前記第２の熱伝達側面より前記第１の熱伝達側面の近くにあり、前記第２の内側チャネルが、前記第１の熱伝達側面より前記第２の熱伝達側面の近くにある、段落A1からA3のいずれか１つに記載の冷却板。
A6．
前記筐体部分が、互いに反対側を向く第１の熱伝達側面と第２の熱伝達側面とを有し、前記第１の内側チャネルが、前記第１の熱伝達側面と前記第２の熱伝達側面から等距離にある、段落A0からA5のいずれか１つに記載の冷却板。
A7．
前記第１の内側チャネルが、如何なる二次的な支持も必要とすることなしに、積層造形によって製造されるように構成された菱形の断面形状を有する、段落A0からA6のいずれか１つに記載の冷却板。
A8．
前記筐体部分が、前記第１の内側チャネルを通る流体の流れの方向に平行な、互いに反対側を向く第１の平面的な側面と第２の平面的な側面とを有し、前記第１の平面的な側面から前記第２の平面的な側面への第１の通路が、前記冷却板を介したマイクロ波送信を誘導するように構成され、前記通路が、前記内側チャネルから前記通路を分離する内壁構造を有する、段落A0からA7のいずれか１つに記載の冷却板。
A9．
構造取付特徴を更に含み、前記筐体部分、前記内壁、及び前記構造取付特徴が、単一の積層造形されたユニットを形成している、段落A0に記載の冷却板。
B0．
平面的な熱伝達面を有するハウジング、及び
前記熱伝達面から熱を除去するように構成された、前記ハウジングの内側の第１のチャネルを画定する内壁構造を備え、
前記ハウジングと前記内壁構造が、単一の積層造形されたユニットを形成している、熱放散デバイス。
B1．
前記内壁構造が、前記熱電達面から熱を除去するように構成された前記ハウジングの内側の第２のチャネルを画定する、段落B0に記載の熱放散デバイス。
B2．
前記第１のチャネルと前記第２のチャネルが、前記熱伝達面から交互に熱を除去するように構成されている、段落B1に記載の熱放散デバイス。
B3．
前記第１のチャネルと前記第２のチャネルが、前記熱伝達面から追加的に熱を除去するように構成されている、段落B1に記載の熱放散デバイス。
C0．
熱放散デバイスを製造する方法であって、
外側熱伝達面を有する第１のハウジング、及び前記熱伝達面を冷却するように構成された第１の内側チャネルを画定する内壁構造をプリントすることを含む、方法。
C1．
前記第１のハウジングと前記内壁構造が、単一の積層造形されたユニットから形成されている、段落C0に記載の方法。
C2．
前記第１のハウジングの外壁を通して前記第１の内側チャネルの中へ冷媒流体の流れを導くように構成された、前記第１の内側チャネルに連結された第１の流体吸入口をプリントすること、及び
前記第１のハウジングの外壁を通して前記第１の内側チャネルから冷媒流体の流れを導くように構成された、前記第１の内側チャネルに連結された第１の流体排出口をプリントすることを更に含む、段落C0又はC1に記載の方法。
C3．
前記プリントするステップが、
前記熱伝達面を冷却するように構成された第２の内側チャネルを画定することを含み、前記第１の内側チャネルと前記第２の内側チャネルが、互いから分離されている、段落C0からC2のいずれか１つに記載の方法。
C4．
前記ハウジングが、前記外側熱伝達面に平行であり且つ前記外側熱伝達面とは反対側の第２の外側面を有し、前記プリントするステップが、
前記外側熱伝達面から前記第２の外側面への通路を画定し、前記通路が、前記熱放散デバイスを介したマイクロ波送信を誘導するように構成されている、段落C0からC3のいずれか１つに記載の方法。
C5．
外側熱伝達面を有する第２のハウジング、及び前記熱伝達面を冷却するように構成された第１の内側チャネルを画定する内壁構造をプリントすることを更に含み、前記第２のハウジングが、前記第１のハウジングと共に電子回路デバイスの両側に組み付けられるように構成されている、段落C0からC4のいずれか１つに記載の方法。
D0．
マイクロ波送信デバイスから熱を除去する方法であって、
熱伝達表面と前記熱伝達表面を冷却するように構成された第１のチャネルを画定する内壁構造とを有する第１の冷却板を提供することであって、前記熱伝達表面に直交する複数の通路が前記第１の冷却板を通っている、第１の冷却板を提供すること、
前記第１の冷却板の前記熱伝達表面をマイクロ波送信デバイスに接触させること、及び
前記第１の冷却板の前記通路を、前記マイクロ波送信デバイス上のマイクロ波エミッタと位置合わせすることを含む、方法。
D1．
前記マイクロ波送信デバイスを、前記第１の冷却板と第２の冷却板との間に挟持することを更に含み、前記第１の冷却板と前記第２の冷却板のそれぞれが、積層造形によって製造されている、段落D0に記載の方法。
D2．
前記提供するステップが、
前記熱伝達表面と前記内壁構造を含む前記第１の冷却板をプリントすることを含む、段落D0又はD1に記載の方法。
E0．
平面的な熱伝達面を有するハウジング、及び
前記熱伝達面から流体へ熱を伝導するように構成された、前記ハウジングの内側の第１のチャネルを形成する内壁構造を備え、
前記ハウジングと前記内壁構造が単一の積層造形されたユニットを形成している、冷却板。
E1．
前記内壁構造が、前記熱電達面から流体へ熱を伝導するように構成された前記ハウジングの内側の第２のチャネルを画定する、段落E0に記載の冷却板。
E2．
前記第１のチャネルと前記第２のチャネルが、前記熱伝達面から交互に熱を除去するように構成されている、段落E1に記載の冷却板。
E3．
前記第１のチャネルと前記第２のチャネルが、前記熱伝達面から追加的に熱を除去するように構成されている、段落E1又はE2に記載の冷却板。
E4．
前記内壁構造が、前記熱伝達面に直交し、前記第１のチャネルから分離され、且つ前記冷却板を介した無線送信を誘導するように構成された、前記冷却板を通る少なくとも１つの通路を形成している、段落E1からE3のいずれか１つに記載の冷却板。
F0．
冷却板を製造する方法であって、
外側熱伝達面を有する第１のハウジング、及び前記熱伝達面を冷却するための流体を導くように構成された第１の内側チャネルを画定する内壁構造をプリントすることを含む、方法。
F1．
前記第１のハウジングと前記内壁構造が、単一の積層造形ユニットから形成されている、段落F0に記載の方法。
F2．
前記第１のハウジングの外壁を通して前記第１の内側チャネルの中へ冷媒流体の流れを導くように構成された、前記第１の内側チャネルに連結された第１の流体吸入口をプリントすること、及び
前記第１のハウジングの外壁を通して前記第１の内側チャネルから冷媒流体の流れを導くように構成された、前記第１の内側チャネルに連結された第１の流体排出口をプリントすることを更に含む、段落F0又はF1に記載の方法。
F3．
前記プリントするステップが、
前記熱伝達面を冷却するように構成された第２の内側チャネルを形成することを含み、前記第１の内側チャネルと前記第２の内側チャネルが、互いから分離されている、段落F0からF2のいずれか１つに記載の方法。
F4．
前記第１のハウジングが、前記外側熱伝達面に平行であり且つ前記外側熱伝達面とは反対側の第２の外側面を有し、前記プリントするステップが、
前記外側熱伝達面から前記第２の外側面への通路を画定することを含み、前記通路が、前記冷却板を介した無線送信を誘導するように構成されている、段落F0からF3のいずれか１つに記載の方法。
F5．
外側熱伝達面を有する第２のハウジング、及び前記熱伝達面を冷却するように構成された第１の内側チャネルを画定する内壁構造をプリントすることを更に含み、前記第２のハウジングが、前記第１のハウジングと共に電子回路デバイスの両側に組み付けられるように構成されている、段落F0からF4のいずれか１つに記載の方法。
【０１３２】
更に、本発明は、以下の条項による実施形態を含む。
条項１：
積層造形された熱伝達デバイスであって、
外壁を含む筐体部分であって、前記外壁が、冷媒流体の流れを導くように構成された第１の内側チャネルを包含する、筐体部分、
前記第１の内側チャネルに連結された第１の流体吸入口であって、前記筐体部分の外壁を通して前記第１の内側チャネルの中へ冷媒流体の流れを導くように構成されている、第１の流体吸入口、及び
前記第１の内側チャネルに連結された第１の流体排出口であって、前記筐体部分の外壁を通して前記第１の内側チャネルから冷媒流体の流れを導くように構成されている、第１の流体排出口を備え、
前記第１の内側チャネルが内壁によって画定され、前記筐体部分と前記内壁が単一の積層造形されたユニットを形成している、熱伝達デバイス。
条項２：
前記筐体部分が、冷媒流体の流れを導くように構成された第２の内側チャネルを包含し、前記第２の内側チャネルが、第２の流体吸入口と第２の流体排出口に連結され、前記第１の内側チャネルと前記第２の内側チャネルが、互いから分離されている、条項１に記載の熱伝達デバイス。
条項３：
前記第１の流体吸入口と前記第２の流体吸入口のそれぞれが、個別の冷媒流体源に連結されている、条項２に記載の熱伝達デバイス。
条項４：
前記筐体部分が、互いに反対側を向く第１の熱伝達側面と第２の熱伝達側面とを有し、前記第１の内側チャネルと前記第２の内側チャネルのそれぞれが、前記第１の熱伝達側面と前記第２の熱伝達側面から等距離にある、条項２に記載の熱伝達デバイス。
条項５：
前記筐体部分が、互いに反対側を向く第１の熱伝達側面と第２の熱伝達側面とを有し、前記第１の内側チャネルが、前記第２の熱伝達側面より前記第１の熱伝達側面の近くにあり、前記第２の内側チャネルが、前記第１の熱伝達側面より前記第２の熱伝達側面の近くにある、条項２に記載の熱伝達デバイス。
条項６：
前記筐体部分が、互いに反対側を向く第１の熱伝達側面と第２の熱伝達側面とを有し、前記第１の内側チャネルが、前記第１の熱伝達側面と前記第２の熱伝達側面から等距離にある、条項１に記載の熱伝達デバイス。
条項７：
前記第１の内側チャネルが、如何なる二次的な支持も必要とすることなしに、積層造形によって製造されるように構成された菱形の断面形状を有する、条項１に記載の熱伝達デバイス。
条項８：
構造取付特徴を更に含み、前記筐体部分、前記内壁、及び前記構造取付特徴が、単一の積層造形されたユニットを形成している、条項１に記載の熱伝達デバイス。
条項９：
前記筐体部分が、前記第１の内側チャネルを通る流体の流れの方向に平行な、互いに反対側を向く第１の平面的な側面と第２の平面的な側面とを有し、前記第１の平面的な側面から前記第２の平面的な側面への第１の通路が、前記熱伝達デバイスを介したマイクロ波送信を誘導するように構成され、前記第１の通路が、前記第１の内側チャネルから前記第１の通路を分離する内壁構造を有する、条項１に記載の熱伝達デバイス。
条項１０：
平面的な熱伝達面を有するハウジング、及び
前記熱伝達面から流体へ熱を伝導するように構成された、前記ハウジングの内側の第１のチャネルを形成する内壁構造を備え、
前記ハウジングと前記内壁構造が単一の積層造形されたユニットを形成している、熱伝達デバイス。
条項１１：
前記内壁構造が、前記熱電達面から流体へ熱を伝導するように構成された前記ハウジングの内側の第２のチャネルを画定する、条項１０に記載の熱伝達デバイス。
条項１２：
前記第１のチャネルと前記第２のチャネルが、前記熱伝達面から交互に熱を除去するように構成されている、条項１１に記載の熱伝達デバイス。
条項１３：
前記第１のチャネルと前記第２のチャネルが、前記熱伝達面から追加的に熱を除去するように構成されている、条項１１に記載の熱伝達デバイス。
条項１４：
前記内壁構造が、前記熱伝達面に直交し、前記第１のチャネルから分離され、且つ前記熱伝達デバイスを介した無線送信を誘導するように構成された、前記熱伝達デバイスを通る少なくとも１つの通路を形成している、条項１０に記載の熱伝達デバイス。
条項１５：
熱伝達デバイスを製造する方法であって、
外側熱伝達面を有する第１のハウジング、及び前記熱伝達面を冷却ための流体を導くように構成された第１の内側チャネルを画定する内壁構造をプリントすることを含む、方法。
条項１６：
前記第１のハウジングと前記内壁構造が、単一の積層造形されたユニットから形成されている、条項１５に記載の方法。
条項１７：
前記第１のハウジングの外壁を通して前記第１の内側チャネルの中へ冷媒流体の流れを導くように構成された、前記第１の内側チャネルに連結される第１の流体吸入口をプリントすること、及び
前記第１のハウジングの外壁を通して前記第１の内側チャネルから冷媒流体の流れを導くように構成された、前記第１の内側チャネルに連結される第１の流体排出口をプリントすることを更に含む、条項１５に記載の方法。
条項１８：
前記プリントするステップが、
前記熱伝達面を冷却するように構成された第２の内側チャネルを形成することを含み、前記第１の内側チャネルと前記第２の内側チャネルが、互いから分離されている、条項１５に記載の方法。
条項１９：
前記第１のハウジングが、前記外側熱伝達面に平行であり且つ前記外側熱伝達面とは反対側の第２の外側面を有し、前記プリントするステップが、
前記外側熱伝達面から前記第２の外側面への通路を画定することを含み、前記通路が、前記熱伝達デバイスを介した無線送信を誘導するように構成されている、条項１５に記載の方法。
条項２０：
外側熱伝達面を有する第２のハウジング、及び前記熱伝達面を冷却するように構成された第１の内側チャネルを画定する内壁構造をプリントすることを更に含み、前記第２のハウジングが、前記第１のハウジングと共に電子回路デバイスの両側に組み付けられるように構成されている、条項１５に記載の方法。
【０１３３】
利点、特徴、及び便益
本明細書で説明された積層造形された冷却板の種々の実施形態及び実施例は、電子機器の熱管理に対する既知の解決法を超えた幾つかの利点を提供する。例えば、本明細書で説明された例示的な実施形態及び実施例は、手動による組み立てが低減された冷却板の製造を可能にする。
【０１３４】
更に、他の便益の中でとりわけ、本明細書で説明された例示的な実施形態及び実施例は、フェイルセーフ冗長ループを含む高度に複雑な内部チャネルを有する冷却板の製造を可能にする。
【０１３５】
更に、他の便益の中でとりわけ、本明細書で説明された例示的な実施形態及び実施例は、接合具又は締結具なしに、チャネルを有する冷却板が単一構造として形成されることを可能にする。
【０１３６】
更に、他の便益の中でとりわけ、本明細書で説明された例示的な実施形態及び実施例は、改善された動作の信頼性を有し得る。
【０１３７】
殊に内部の二次的なプリンティング支持なしに、これらの機能を実行することができる既知のシステム又はデバイスは存在しない。しかし、本明細書で説明される全ての実施形態及び実施例が、同じ利点又は同一程度の利点を提供するわけではない。
【０１３８】
結論
上述の開示は、個別の有用性を備えた複数の個々の実施例を包括し得る。これらの各々は、その好適な形態（複数可）で開示されているが、本明細書で開示され例示されているそれらの具体的な実施形態は、数多くの変形例が可能であることから、限定的な意味で捉えるべきものではない。本開示の範囲内でセクションの見出しが使用される限りにおいて、そのような見出しは、構成のための目的のみである。本開示の主題は、本明細書で開示されている様々な要素、特徴、機能、及び／又は特性の、新規的且つ進歩的な組み合わせ及び部分的組み合わせの全てを含む。下記の特許請求の範囲は、新規的かつ進歩的であると見なされる、ある組み合わせ及び部分的組み合わせを特に指し示すものである。特徴、機能、要素、及び／又は特性のその他の組み合わせ及び部分的な組み合わせは、この出願又は関連出願からの優先権を主張する出願において特許請求され得る。更に、そのような特許請求の範囲は、出願当初の特許請求の範囲より広いか、狭いか、等しいか、又はそれと異なるかにかかわらず、本開示の主題の範囲内に含まれるとみなされる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【外国語明細書】
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