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液冷冷板3D打印已成為本行業當前最熱門的應用之一，被廣泛熟知的當屬激光粉末床熔融工藝，但實際上，電化學3D打印對純銅冷板的制造同樣具有優勢。
筆者注意到，知名電化學3D打印技術開發企業Fabric8Labs，與伊利諾伊大學合作，過結合拓撲優化技術，開發出了一款具有高性能和可制造的純銅冷板，顯著提升了液冷散熱能力，同時降低了壓降和能耗。
?? 拓撲優化設計：結構更復雜，功能性更強
AI數據中心的一大問題是其需要高效的散熱，散熱板內有空心通道，可讓冷卻液流過，快速把熱量帶走。
傳統冷板采用平直微通道，在增強換熱的同時會帶來壓降增加；針翅、擾流肋等雖能增強換熱，但大多結構簡單，散熱能力未能充分發揮。拓撲優化技術確實能夠生成非直覺、性能最優的材料布局，同時降低熱阻和壓降。
Fabric8Labs的這項研究，是讓電腦通過計算，自動生成像樹枝分叉或網絡一樣的復雜水道。這種結構能讓冷卻液與導熱片的接觸面積更大，同時不阻礙冷卻液的流動，從而提升散熱效率。
具體來看，拓撲優化是通過多物理場仿真軟件COMSOL Multiphysics建立密度法拓撲模型，在壓降約束下以最小化基底溫度為優化目標，模型自動生成非直觀的分支狀鰭片結構。
在幾何形態方面，傳統針翅多為簡單方形、圓形或菱形截面，拓撲優化后的翅片截面為復雜有機形狀，包含微孔、微肋，且沿高度方形也會出現變化；翅片的結構尺寸與排列間距均為數十微米，采用周期性重復優化排列。
?? 制造手段：電化學3D打印純銅，強調室溫低應力制造
結構有了，就要考慮制造的問題。微米級別的精細特征，傳統加工技術并不能加工，就要考慮3D打印。
綠激光確實是一種好的更好的制造手段，但其固有的問題是熱成型，熱應力無法避免，分辨率仍受到光斑直徑和粉末粒度的影響。在成型幾十微米級別的結構時，良品率是個大問題。
Fraunhofer ILT綠激光3D打印銅產品
相比之下，電化學3D打印的優勢就顯現出來。
需要強調的是，電化學3D打印是一種室溫成型技術。它以離子沉積的形式，逐個堆積銅離子來實現結構制造，因此能夠生產極其精細的特征、復雜內結構與高純度材料。
Fabric8Labs公司支出，其電化學3D打印工藝的沉積銅純度可達99.95%，打印精度達33μm，相比LPBF的50-100um，可更精準復現拓撲優化生成的亞毫米級分支結構；由于是室溫工藝，無需消除熱應力變形，無需去支撐結構或進行后處理拋光。
電化學3D打印的散熱器件
采用電化學3D打印的拓撲優化冷板，經光學顯微鏡和SEM檢測后發現與設計模型高度一致，最小特征尺寸為幾十微米；翅片底部、側壁及懸挑部分非常干凈，無多余的凸起，翅片表面致密且相對光滑，無明顯層紋。
這些特征顯示了電化學3D打印在超高精度冷板制造方面，相比綠激光的優勢。
研究顯示，經拓撲優化和電化學3D打印的冷板，與傳統方形針翅冷板相比，在相同流量下，熱阻降低了32%；在相同熱阻下，壓降降低了68%。
?? 產業應用與前景展望
筆者查詢到，聚集大規模數據中心業務的緯穎科技，與Fabric8Labs合作開發了3.5kW的液冷板，電化學3D打印技術優化了冷板的熱工水力性能，使芯片的溫度分布更加均勻，相比傳統切削技術制造的微通道冷板，散熱性能提升了48%。
電化學3D打印的針翅散熱器
Fabric8Labs與緯穎科技合作開發3.5kW液冷板
在國內，從事電化學3D打印冷板開發的企業是廣東中山仲德科技有限公司，它于2026年4月完成數千萬級A+輪融資，其技術路線與該文描述的電化學增材制造相近，同樣聚焦微通道液冷蓋板，前文提到的拓撲優化及其設計出的結構，可無縫銜接。
AI算力行業的大爆發讓冷板和散熱器制造成為新興的3D打印技術應用，由于銅材料的特殊性，綠激光和電化學3D打印成為更具優勢的解決方案。從本文可以看出，它們其實也存在差異，主要在于制造速度與精度，這會影響到成本與規模化水平。
注：本文由3D打印技術參考創作，未經聯系授權，謝絕轉載。
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