(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品用の取付け面（１５）と、この取付け面（１５）とは反対側の上面とを有するヒートシンクであって、
前記ヒートシンク内に前記取付け面（１５）から離れて延び、前記ヒートシンクの前記上面を形成する表面（２２）の出口開口（２４）に通じる多数の冷却排気筒（２３）が設けられており、
前記ヒートシンク内に前記冷却排気筒（２３）よりも小さい断面を有する３次元の格子で形成された多数の冷却チャネル（２０）が走り、これらの冷却チャネルが前記ヒートシンクの表面の複数の入口開口（２１）から前記冷却排気筒（２３）まで通じており、
少なくとも１つの前記冷却排気筒（２３）の深さが他の前記冷却排気筒（２３）の深さより大きい、又は少なくとも１つの前記冷却排気筒（２３）の前記取付け面（１５）側の断面積が他の前記冷却排気筒（２３）の前記取付け面（１５）側の断面積より大きい、
ことを特徴とするヒートシンク。
【請求項２】
多数の前記冷却排気筒（２３）が前記ヒートシンク内で互いに並列に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載のヒートシンク。
【請求項３】
前記少なくとも１つの冷却排気筒（２３）が前記取付け面（１５）のアラインメント方向に対して垂直に延びていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のヒートシンク。
【請求項４】
前記複数の冷却チャネル（２０）が開放細孔を有する材料で形成されており、この開放細孔性を有する材料が発泡金属でできていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載のヒートシンク。
【請求項５】
前記ヒートシンク（１４）の前記上面にカバープレート（２７）が形成されていることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載のヒートシンク。
【請求項６】
前記取付け面（１５）が中実なベースプレート（１６）で形成されていることを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載のヒートシンク。
【請求項７】
前記少なくとも１つの冷却排気筒（２３）が、パイプ突出し部（２６）によって長くなっており、このパイプ突出し部が、前記出口開口（２４）につながっていることを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載のヒートシンク。
【請求項８】
電子部品用の取付け面（１５）を有するヒートシンク（１４）の製造方法であって、中空の内部構造を備えた前記ヒートシンク（１４）が付加製造法で作られ、前記内部構造として、
前記取付け面（１５）から離れて延び、前記ヒートシンク（１４）の表面の出口開口（２４）に通じる多数の冷却排気筒（２３）が作られ、
前記冷却排気筒（２３）よりも小さい断面を有する３次元の格子で形成された多数の冷却チャネル（２０）が作られ、これらの冷却チャネルが前記ヒートシンクの表面の複数の入口開口（２１）から前記冷却排気筒（２３）まで通じるように構成されており、
少なくとも１つの前記冷却排気筒（２３）の深さが他の前記冷却排気筒（２３）の深さより大きく構成される、又は少なくとも１つの前記冷却排気筒（２３）の前記取付け面（１５）側の断面積が他の前記冷却排気筒（２３）の前記取付け面（１５）側の断面積より大きく構成される、
ことを特徴とする製造方法。
【請求項９】
前記取付け面（１５）が中実なベースプレート（１６）で形成されており、前記ヒートシンク（１４）が前記ベースプレート（１６）上に作られ、このベースプレートが付加製造法の終了後にヒートシンクの一部を形成することを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記複数の冷却チャネル（２０）が開放細孔性のストラクチャーとして作られることを特徴とする、請求項８又は９に記載の方法。
【請求項１１】
前記開放細孔性のストラクチャーを作るために、選択的レーザー焼結が使用されることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記ヒートシンク（１４）を付加製造法で作る際に、異なる熱伝導度を有する複数の材料が使用され、この場合、前記ヒートシンク（１４）の取付け面（１５）に近い領域にはより高い熱伝導度を有する材料が、前記ヒートシンク（１４）の取付け面（１５）から遠い領域にはより低い熱伝導度を有する材料が使用されることを特徴とする、請求項９から１１のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品用ヒートシンク、及び、電子部品用の取付け面を有するヒートシンクの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品がその運転中に発生する損失熱を排出するために、好適には受動的な冷却要素を備えていることはよく知られている。使用されるデバイスの小形化と同時に、電子部品により変換されるパワーの絶え間ない上昇により、電子部品の利用可能な単位表面積当たり益々多くの熱量を伝達しなければならない。この場合、電子部品の効果的な放熱を困難にしているのは、熱源としての電子部品と使用されるヒートシンクまたは媒体との間の益々小さくなる接触面積である。他方、確実な放熱はその電子部品で実現されている回路の完璧な機能のための条件である。
【０００３】
従来のヒートシンク技術では、例えばアルミニウム製のヒートシンクが使用され、これらのヒートシンクは電子部品の境界面に載置される取付け面を有する。使用されるヒートシンクは、放熱表面積を大きくするための複数のリブをしばしば有しており、例えばアルミニウムの押出し型材として安価に作ることができる。しかし、このような受動的ヒートシンクの放熱には物理的な限界があるので、従来の冷却要素は放熱に際してその性能限界に突き当たっている。アルミニウムの代わりに、銅のようなより熱伝導性の高い金属を選ぶこともできる。しかし、この種のヒートシンクは材料コスト及び製造コストがより高いので経済的ではない。
【０００４】
別の可能性として、ファンで送風される例えば空気、又は、いわゆるヒートパイプの形で使用することができる流体、のような冷媒の強制対流による能動的冷却がある。この種の放熱解決法も受動的冷却と比べると高価で、その上、信頼性が低いので、能動的冷却解決法をやめる努力が行われている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで本発明の課題は、より高い放熱性能をより容易に且つ確実に実現することのできるヒートシンクの製造方法、及び、当該ヒートシンクを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は本発明によれば、冒頭に述べたヒートシンクによって、このヒートシンク内にその取付け面から離れて延び、ヒートシンクの表面の出口開口に通じる少なくとも１つの冷却排気筒が設けられることにより解決される。このヒートシンクの取付け面は下向きに、冷却される電子部品の上面に取り付けられるので、冷却排気筒を取付け面から離れて延ばすことは、冷却排気筒がヒートシンクの表面へ向いて上向きに延びることを意味する。冷却排気筒のこの特性がその技術的な機能、すなわち、煙突効果が利用されること、の前提となり、これにより、冷却排気筒内の温かい空気が上昇し、冷却排気筒の基部に負圧が生じる。本発明によれば、このヒートシンク内にさらに、冷却排気筒よりも小さい断面積を有する多数の冷却チャネルが走り、これらの冷却チャネルがヒートシンクの表面の複数の入口開口から冷却排気筒に通じるように、構成されている。冷却排気筒の下部領域の負圧は、複数の入口開口を介して複数の冷却チャネルに流入する空気がこれらの冷却チャネルにより吸引されるように作用する。この空気が冷却チャネルの周りのヒートシンクのストラクチャーを冷却するので、好適に、このヒートシンクにおける冷却効果は、熱伝導によるだけでなく、ヒートシンク内の空気の対流によっても支援される。これによって、好適に、この受動的ヒートシンクの冷却性能すなわち放熱性能が大きくなる。このヒートシンクの受動的機序により、このヒートシンクは好適に運転中の信頼性も高い。
【０００７】
これら冷却チャネルのより小さい断面は、好適に、冷却チャネルによりヒートシンク材料からの熱伝導に供することのできる表面積が大きくなるという作用を有する。したがって、好適に、空気をより強く温めることができ、それにより、冷却排気筒内で生じる煙突効果がより大きくなる。こうして次に、より速い換気が可能となり、このことにより冷却性能が最適化される。
【０００８】
このヒートシンクは任意の電子部品を冷却するのに使用することができる。本出願における電子部品とは、個別電子部品ならびに電子部品モジュール、特に、大きな熱発生を伴う機能を有するパワーエレクトロニクスの部品を意味する。ヒートシンクの取付け面は通常は平坦に形成されている。しかし、取付け面の幾何学形状を電子部品のトポロジーに合わせることも可能である。このことは特に、平坦な相互接続部品上ではなく、例えばケーシングのようなより複雑な幾何学形状を有する相互接続部品上に取り付けられている電子部品モジュールを冷却する場合に当てはまる。
【０００９】
このヒートシンクに１つの冷却排気筒を、又は、その代わりに多数の冷却排気筒を設けることもできる。多数の冷却排気筒が設けられる場合には、本発明の好適な一実施形態によれば、これらの冷却排気筒をヒートシンク内で互いに並列に配置することができる。このメリットは、内部を複数の冷却チャネルが走っている、冷却排気筒間の材料の肉厚が冷却排気筒間で一定となり、複数の冷却チャネルをこの材料内部で均等に分布することができる点にある。少なくとも１つの冷却排気筒が取付け面のアラインメント方向に対して垂直に延びていると特に好適である。このアラインメントにより、温められた空気が妨げられることなく垂直に上昇することができるので、煙突効果を最大にすることができる。
【００１０】
本発明の別の形態では、複数の冷却チャネルが、開放細孔を有する材料で形成されている。この材料が開放細孔性を有していることにより、冷却空気がヒートシンクの表面からこれらの細孔を通って冷却排気筒に達することが保証される。この場合、好適なことに、これらの開放細孔のかなり大きい表面を利用することができ、この表面を介してヒートシンク材料から冷却空気への熱伝達を行うことができる。この開放細孔性の材料が多層に構成されていると特に好適である。この場合、取付け面に近い層は、取付け面から遠い層よりも大きい熱伝導度を有するように構成されている。この開放細孔性の材料を特に２層に構成することができ、その場合には、下側の層は取付け面に近い層を形成し、取付け面から遠い層としての上側の層と直接に接している。この構成のメリットは、より大きい熱伝導度を有する層が、電子部品によりヒートシンクに蓄えられた熱を急速に冷却チャネルに伝えるのに良好に適している、という点にある。こうして、複数の冷却チャネル内の空気はかなり強く温められる。これとは逆に、冷却排気筒内で上昇する空気の冷却は、煙突効果を最適に利用するために、できるだけ小さくすべきである。したがって、ヒートシンクの取付け面から遠い領域では、その材料の熱伝導度がより小さいことが有利である。そうすると、この材料は温まりにくく、その場合、ヒートシンクのこの領域にある冷却チャネルが或る程度の冷却を補助する。
【００１１】
この開放細孔性の材料が発泡金属でできていると好適である。この材料は十分な熱的安定性と機械的安定性を有しており、さらに、特に取付け面に近い材料として十分な熱伝導度を有しており、その結果、熱を取付け面から冷却チャネルに伝達することができる。さらに、取付け面がヒートシンクの中実なベースプレートで形成されていると好適である。これにより、その熱容量によってピーク負荷時にも電子部品の十分な冷却を保証するヒートシンクを提供することができる。このベースプレートを例えば銅で形成することができ、その場合、熱をこの材料を通してより速く排出し、冷却チャネルに伝達することができる（熱放散効果）。この場合、残りのヒートシンクは別の低コストの材料、例えばアルミニウム、で形成することができる。代案として、ベースプレートを前記の別の材料と一体に作ることも可能である。この場合、例えば付加製造法を使用することができる（これについては以下に詳述する）。
【００１２】
本発明の特別な一形態では、少なくとも１つの冷却排気筒がパイプ突出し部によって長くなっており、このパイプ突出し部は出口開口につながれているように構成することも可能である。これにより、より少ない材料使用量でより高い冷却排気筒を作ることができ、この場合、パイプ突出し部が出口開口につながれることにより、冷却排気筒の煙突シャフトはこのパイプ突出し部によって長くなる。このパイプ突出し部は好適には、標準化された部品であるか、あるいは、例えばカットされたパイプ突出し部である。これはヒートシンクと、溶接、接着、ろう付け、又は、圧着することができる。これらの接合方法は好適に簡単な組立工程で実施することができる。
【００１３】
さらに、本発明に関する課題は冒頭に述べた方法を使用して、中空の内部構造を有するヒートシンクが付加製造法で作られることによって解決される。この場合、その内部構造として、取付け面から離れて延び、ヒートシンクの表面の出口開口に通じる少なくとも１つの冷却排気筒が作られる。さらに、冷却排気筒よりも小さい断面を有する多数の冷却チャネルが作られ、これらはヒートシンクの表面の複数の入口開口から冷却排気筒へ通じている。付加製造法の利用により、内部構造の幾何学形状を、対応する応用例に合わせることができるという、本質的なメリットが得られる。これは同一の製造コストで任意の複雑なチャネルストラクチャーを作ることを可能とし、これらのチャネルストラクチャーは好適に互いに結合することもでき、又は、異なる断面を有することもできる。例えば、これらの冷却チャネルが樹木状に形成されているように、冷却チャネルを構成することができる。ヒートシンクの表面から出発して、個々の冷却チャネルが次々に合流して主チャネルとなり、次にこの主チャネルが冷却排気筒に開口する。基本的な加熱なしに空気をヒートシンクの内部領域に導入するために、冷却チャネルの樹木状ストラクチャーを他のストラクチャーに形成することもできる。１本の大きい冷却チャネルがヒートシンクの表面からヒートシンクの冷却すべき領域へ通じ、ヒートシンクのこの冷却すべき部位で分岐し、次に冷却排気筒へ開口する。
【００１４】
本発明による方法の一形態によれば、ヒートシンクがベースプレート上に作られ、このベースプレートが付加製造法の終了後にヒートシンクの一部を形成するようにすることができる。既述したように、ヒートシンクが、放熱効果のために使用することができる中実なベースプレートを有していると好適である。このことは、冷却すべき電子部品から出た熱が熱伝導効果によりベースプレート内で急速に分散される（熱放散）ことを意味し、この場合、好適に、冷却チャネルのより大きい表面積を熱伝達に利用することができる。ヒートシンクを直接にベースプレート上に作ることのさらなるメリットは、中実なベースプレートを付加製造法で作る必要がなく、この場合、かなり高い製造コストを節約することができる、点にある。さらに、ベースプレートとして熱放散効果に適した材料、例えば銅を使用することができる。さらなるメリットは、この部品を製造後に製造プラットホームから分離する必要がない、点にある。というのは、このベースプレート自身が製造すべきヒートシンクのベースとして機能し、したがってこのヒートシンクと接続したままでよいからである。
【００１５】
本方法の別の一形態によれば、複数の冷却チャネルを開放細孔性のストラクチャーとして作ることができるようになされている。開放細孔性のストラクチャーは開放細孔状であり、すなわち、チャネルシステムを形成する互いに接続された複数の細孔を通って冷却空気が流れる。この場合、好適に、これらの細孔は熱伝達のために比較的大きな表面積を提供できる。開放細孔性のストラクチャーを作るために、好適には、選択的レーザー焼結を使用することができる。この場合、粉末状の材料が、粉末粒子が互いに焼結されるまでレーザーで加熱され、この場合、複数の粒子間にチャネルシステムが形成され、このチャネルシステムが開放細孔ストラクチャーを形成する。この選択的レーザー焼結は好適に選択的レーザー溶融と組み合わせることもでき、選択的レーザー溶融はより強いレーザーパワーで実施することができるので、粉末粒子は溶融される。こうして、レーザー焼結とレーザー溶融が組み合わされた１つの設備でヒートシンクを作ることができ、このヒートシンクには、例えばベースプレートのような中実な部分も、冷却チャネルを形成するための開放細孔領域も含まれている。
【００１６】
好適な別の可能性として、複数の冷却チャネルが３次元の格子として作られる。
【００１７】
この３次元格子は、好適に、格子の周りを流れる冷却空気に対する流れ抵抗が小さい。この場合、複数の冷却チャネルは、格子構造体間で互いに接続された複数の中間空間で形成される。これらの格子は、合流して結節点を作る複数の格子バーで形成することができる。この格子自身が、複数の格子バーにおいて熱を冷却チャネルに伝えるのに適しており、この場合、熱は格子バーの表面を介して冷却空気に与えられる。
【００１８】
ヒートシンクの付加製造に際して、異なる熱伝導度を有する複数の材料が使用されると特に好適であり、この場合、ヒートシンクの取付け面に近い領域にはより高い熱伝導度を有する材料が、ヒートシンクの取付け面から遠い領域にはより低い熱伝導度を有する材料が使用される。このように形成されたストラクチャーのメリットは既に記載されているので、ここではそれについて指摘することができる。
【００１９】
本発明のさらなる詳細事項を図面に基づき説明する。同一の、又は、相応する図面要素には各図面において同一の符号が付されており、個々の図面において違いがある場合にのみ繰り返し説明している。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明によるヒートシンクの実施例の模式的断面図
【図２】本発明によるヒートシンクの他の実施例の模式的断面図
【図３】本発明によるヒートシンクの他の実施例の模式的断面図
【図４】複数の煙突の出口開口部の配置の上面図
【図５】複数の煙突の出口開口部の他の配置の上面図
【図６】本発明による方法の実施例における選択された製造ステップの断面図
【図７】本発明による方法の実施例における選択された他の製造ステップの断面図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１には電子部品モジュール１１が示されており、これは相互接続部品１３上に取り付けられた個別部品としての電子部品１２を２つ有している。図１の相互接続部品１３はプリント板である。しかし、他の形状の相互接続部品も可能であり、例えば成形回路部品ケーシング（ＭＩＤケーシング）で作ることもできる（図示されていないＭＩＤは、Moulded  Interconnect  Deviceを意味する。）。
【００２２】
電子部品１２の上にヒートシンク１４の取付け面１５が載置され、固定されている。この取付け面１５はベースプレート１６で形成されており、このベースプレートはヒートシンク１４の一部を取り込んでいる。さらに、ベースプレート１６上に下層部１７が、この下層部の上に上層部１８が形成されている。これらの両方の層は、例えば発泡金属のような、開放細孔を有する材料で構成されており、複数の開放細孔１９が図１に示唆されている。
【００２３】
複数の細孔１９が複数の冷却チャネル２０を形成しており、その１つが図１で模式的に示されている。この冷却チャネル２０はヒートシンク１４の表面２２の入口開口２１から冷却排気筒２３まで走っている。この、及び、他の多数の冷却排気筒２３へ、図示された冷却チャネル２０の他に、開放細孔を有する材料で作られた多数の冷却チャネルが通じている（図１には示されていない）。これらの冷却排気筒２３は取付け面１５から離れる方向に延びている。取付け面１５が水平に配置されており、下向きに電子部品１２を向いているので、冷却排気筒２３は垂直に上を向いている。これらの冷却排気筒は、ヒートシンクの上面を形成している表面２２の出口開口２４に通じているので、煙突効果により上昇する冷却空気がヒートシンクから逃げ出すことができる。この冷却空気の流れが図１（及び、図２と３）の矢印で示されている。
【００２４】
図２にヒートシンク１４の代案が示されている。これは付加製造法（レーザー溶融およびレーザー焼結、図６と７の説明も参照されたい）で作られた。すなわち、ヒートシンク１４全体が一体として作られている。このヒートシンクは様々なゾーンで構成されている。すなわち、ベースプレート１６と、その上の複数の細孔１９を有する領域と、冷却排気筒２３を煙突のように長くしているパイプ突出し部２６とで構成されている。この形態を図１と比べると明らかに、上層部１８で形成された冷却排気筒２３の部分で材料を節約することができる。この部分がパイプ突出し部２６で置き換えられる。
【００２５】
ヒートシンク１４の大きさは電子部品１２に正確に合わされ、その上に載置される。個々の電子部品の空間的な寸法が比較的小さいので、このヒートシンク１４は１つの冷却排気筒２３があれば十分である。１つのヒートシンク１４に設けなければならない冷却排気筒２３の数は、基本的に、冷却チャネル（図２では複数の細孔１９で形成されている）の長さが或る一定の長さを越えてはならないという要求により決まる。
【００２６】
図３はヒートシンク１４の代案を示し、この場合には、多数のパイプ突出し部２６、及び、それに伴い多数の冷却排気筒２３が使用される。図３のヒートシンク１４はレーザー溶融で作られた。このヒートシンクはベースプレート１６として中実な部分を有し、ヒートシンク１４の反対側の上面にもカバープレート２７が形成されている。ベースプレート１６とカバープレート２７は一体として作られており、これらの構造物はヒートシンクの内部で３次元の格子２８により互いに結合されている（図３ではクロスハッチングで示されている）。この３次元の格子は同時にチャネルストラクチャーを提供している。というのは、冷却空気が格子の個々の支柱の間を通って流れることができ、その時、格子バーを冷却するからである。
【００２７】
付加製造法を選択すれば冷却排気筒に様々な断面を形成することができることが判っている。例えば、図３に示されているように、中央の冷却排気筒はフラスコ状の拡大部２９を有し、これにより周囲の冷却チャネルの長さに影響を及ぼすことができる。こうして、好適に、ベースプレート１６の上部の効果的な冷却が可能である。前記中央の冷却排気筒の両側に配設されている冷却排気筒２３はヒートシンク１４の内部にそれほど深くは達していないので、表面２２からの冷却空気は格子２８を通って中央の冷却排気筒２３までも達することができる。
【００２８】
カバープレート２７は、格子２８を安定させるほかに、パイプ突出し部２６を受容する機能を有する。カバープレートは圧力嵌めによりヒートシンク１４に挿入され、カバープレートの端面部は格子２８に直接当接する。
【００２９】
図４と５には冷却排気筒の断面の規則的な配置の様々な可能性が示されており、ここで示された配置はヒートシンクを上から見た上面図である。図４では、複数の冷却排気筒が円形断面を有し、これらの断面が正方形のパターンに配置されている（一点鎖線で示されている）。図５では、複数の冷却排気筒を配置するために三角形のパターン３０が選ばれている。これらの冷却排気筒は正六角形の断面を有している。これにより、隣接する冷却排気筒の間の肉厚ａは常に同じ大きさとなるので、これらの間に存在している複数の冷却チャネルの長さは相対的に一定となる。
【００３０】
図６と７には、ヒートシンク１４を製造するための付加製造法における２つの選択されたステップが示されている。図６の製造ステップではレーザー焼結が行われ、図７の製造ステップでは、レーザー溶融（この場合には、図３に相当する部品が作られる）、又は、別の粉末を使用したレーザー焼結（この場合には図１に相当する部品が作られる）が行われる。この両方の工程ステップは同一の設備で行うことができ、この設備の、下げることが可能な製造プラットホーム３２と側部境界３３とを備えた粉末床３１のための保持装置のみが例示されている。粉末床はその都度、製造すべきヒートシンク１４上に製造層を形成し、図６によれば、粉末粒子の焼結体が生成されるまでレーザービームで加熱される。こうして、図１の層１７が多数の製造層から逐次生成され、図６では、既に完成した最初の層と現在生成中の第２の層のみが示されている。
【００３１】
ヒートシンク１４を製造するために製造プラットホーム３２は１つの製造層の厚さづつ逐次下げられる。図６では、この製造プラットホーム３２はヒートシンクの製造のために直接使用されるのではなく、ベースプレート１６のための支え台としてのみ使用され、このベースプレート上で粉末材料が部分的に溶融される。したがって、この部品の製造完了後にその部品を、そうでない場合には必要となる分離ステップなしに、製造プラットホーム３２から取り出すことができる。
【００３２】
図７から、（多数の図示されていない焼結された製造層から成る）下層部１７が完成していることが判る。今、図７に示されているように、ヒートシンクの上層部１８（図１を参照）用の最初の製造層が生成されている。図１による部品を作る場合には、これは同様にレーザー焼結で製造され、この場合には、多孔性が生じ、さらに、材料の選択に基づき、上層部１８の熱伝導度は下層部１７よりも小さくなっている。図７の方法の図示されていない変更形態では、下層部１７が図３の格子２８としてレーザー溶融で作られる。その場合、実際に作られる層は、カバープレート２７を作るために、同様にレーザー溶融で製造される。
【００３３】
別の可能性として、図６について述べたように、下層部１７を多孔性を有するように作ることができる。その場合、複数の開放細孔を有する下層部１７の上にカバープレート２７（図３参照）を作るために、図７に示された製造ステップを、レーザー焼結法からレーザー溶融法に切り替えることにより使用することができる（図示されていない）。
【００３４】
本出願における付加製造法とは、部品を構成する材料が製造中にその部品に付加される方法を意味する。この場合、その部品は既にその最終的な形状となる、あるいは、少なくともほゞその最終形状となる。この製造材料は、例えば、粉末状又は流体とすることができ、その場合、この材料は部品を作るために付加製造法により化学的に又は物理的に固化される。
【００３５】
部品を製造することができるために、選択された付加製造法のためのその部品の記述されたデータ（ＣＡＤモデル）が準備される。このデータは製造設備用の命令に変換され、これにより、この設備においてその部品の逐次製造のための適切な製造ステップが進行する。
【００３６】
付加製造法の例として、選択的レーザー焼結（ＳＬＳ：Selective  Laser  Sintering）、選択的レーザー溶融（ＳＬＭ：Selective  Laser  Melting）、電子ビーム溶融（ＥＢＭ：Electron  Beam  Melting）、レーザー溶接（ＬＭＤ：Laser  Metal  Deposition）、コールドガススプレー（ＧＤＣＳ：Gas  Dynamic  Cold Spray）を挙げることができる。これらの方法は特に粉末状の金属材料の加工に適しており、これらの材料を用いて構造部品を作ることができる。
【００３７】
ＳＬＭ、ＳＬＳ、及び、ＥＢＭでは、部品は粉末床の中で層状に作られる。そこでこの方法は粉末床式付加製造法とも呼ばれる。粉末床の中でその都度１つの粉末層が作られ、次に、エネルギー源（レーザー又は電子ビーム）により、この粉末層は部品の形成されるべき部分で局所的に溶融または焼結される。こうして、部品が逐次層状に作られ、完成後に粉末床から取り出すことができる。
【００３８】
ＬＭＤとＧＤＣＳの場合には、粉末粒子は材料が被着されるべき表面に直接に付加される。ＬＭＤでは、粉末粒子がレーザーにより直接に表面の衝突箇所で溶融され、生成すべき部品の１層を形成する。ＧＤＣＳでは、粉末粒子が強く加速されるので、これらの粉末粒子は主にその運動エネルギーにより、同時に変形を伴って、部品の表面に付着し続ける。
【００３９】
ＧＤＣＳとＳＬＳは、これらの方法では粉末粒子が完全には溶融しない、という共通の特徴を有する。ＧＤＣＳでは、溶融は粉末粒子の周縁部でしか生じず、これらの粉末粒子は大きな変形によりその表面で部分的に溶融する。ＳＬＳでは、焼結温度を選ぶ際に、焼結温度が粉末粒子の融点よりも低くなるように注意すべきである。これとは異なり、ＳＬＭ、ＥＢＭ、及び、ＬＭＤでは、エネルギー注入の大きさは意図的に、粉末粒子が完全に溶融するように、高くなっている。
【符号の説明】
【００４０】
１１    モジュール
１２    電子部品
１３    相互接続部品
１４    ヒートシンク
１５    取付け面
１６    ベースプレート
１７    下層部
１８    上層部
１９    開放細孔
２０    冷却チャネル
２１    入口開口
２２    表面
２３    冷却排気筒
２４    出口開口
２６    パイプ突出し部
２７    カバープレート
３０    パターン
３２    製造プラットホーム
３３    側部境界
３４    レーザービーム
ａ      肉厚
【図１】
0006623284.tif 000002
【図２】
0006623284.tif 000003
【図３】
0006623284.tif 000004
【図４】
0006623284.tif 000005
【図５】
0006623284.tif 000006
【図６】
0006623284.tif 000007
【図７】
0006623284.tif 000008