Ein dänisches Institut entwickelt einen 3D-gedruckten Kühlkörper für Rechenzentren
Ein Konsortium aus dem Dänischen Technologischen Institut und dem Unternehmen Heatflow bewertet eine neue Kühlkomponente, die mit additiver Fertigung hergestellt wurde und für Serverprozessoren und Grafikeinheiten vorgesehen ist. Diese Initiative ist Teil des europäischen Forschungsprojekts AM2PC. Das System basiert auf einem passiven Zweiphasen-Kühlsystem, das es ermöglicht, Wärmeenergie ohne mechanische Elemente wie Ventilatoren abzuleiten. Das Hauptziel ist es, den Stromverbrauch der Klimatisierungsanlagen in Rechenzentren drastisch zu reduzieren. 🔥
Funktionsweise basierend auf dem Thermosiphon-Prinzip
Das Gerät funktioniert als Wärmerohr. Im Inneren verdampft ein Kühlflüssigkeit, wenn sie die Wärme des elektronischen Chips aufnimmt. Dieser Dampf steigt zu einem Abschnitt auf, in dem er kondensiert, die Wärmeenergie abgibt und wieder zu Flüssigkeit wird. Durch die Schwerkraft kehrt die Flüssigkeit zur Verdampfungszone zurück und schafft so einen automatischen und kontinuierlichen Kreislauf. Da es keine beweglichen Teile gibt, bietet das Design eine höhere Zuverlässigkeit und weniger Lärm im Vergleich zu herkömmlichen Luftkühlern.
Schlüsselvorteile des passiven Systems:- Eliminiert die Notwendigkeit von Ventilatoren oder Pumpen und reduziert den direkten Stromverbrauch.
- Der autonome Kreislauf durch Schwerkraft erhöht die Zuverlässigkeit und Lebensdauer des Systems.
- Funktioniert deutlich leiser als Lösungen mit Luftkühlung.
Die additive Fertigung ermöglicht es, innere Geometrien zu schaffen, die mit konventionellen Produktionstechniken unmöglich sind und den Wärmefluss optimieren.
3D-Druck in Metall ermöglicht innovative Designs
Die metallbasierte additive Fertigung war entscheidend für die Herstellung der inneren Struktur des Kühlkörpers, die Kapillar-Kanäle und Dampfkammern mit optimiertem Design umfasst. Diese komplexen Formen wären mit Standard-Fertigungsmethoden extrem schwierig oder unmöglich zu erreichen. Diese Designfreiheit ermöglicht es, dass die Komponente genau auf das Wärmeprofil spezifischer Prozessoren abgestimmt ist und die Effizienz bei der Wärmeübertragung verbessert. ⚙️
Beiträge der komplexen Geometrie:- Kapillar-Kanäle, die den Rücktransport der flüssigen Kühlflüssigkeit durch Kapillarwirkung erleichtern.
- Dampfkammern, die für eine maximale Wärmeübertragungsfläche ausgelegt sind.
- Präzise Anpassung an die Wärmeabdrücke spezifischer CPUs und GPUs.
ZukunftsPerspektiven für effiziente Kühlung
Dieser Fortschritt deutet auf eine Veränderung hin, wie Wärme in der Leistungselektronik verwaltet wird. Statt auf aktive Systeme angewiesen zu sein, die Energie verbrauchen, kann die Integration von passiver Klimatisierung, hergestellt mit 3D-Druck, einen Wendepunkt darstellen. Es stellt einen bemerkenswerten Fortschritt in der angewandten Thermodynamik dar und ein vielversprechendes Vorankommen zur Reduzierung der Betriebskosten in großskaligen Rechenzentren. Die Kombination aus intelligentem Design und additiver Fertigung eröffnet einen neuen Weg für eine nachhaltigere und effektivere Kühlung von Komponenten. 💡