本实用新型涉及复杂随形流道散热器制造，尤其涉及一种基于薄片叠层连接的随形流道散热器。
背景技术：
含中间层的扩散焊接是指在待焊接界面之间加工中间层材料，将待焊接工件紧压在一起，置于真空或保护气氛中，在一定的温度和压力作用一定的时间后，工件接触面原子相互间充分扩散以实现可靠连接的一种固态连接方法。
传统的流道散热器需要制作多个模具，在各个模具中进行钻孔，通过各个部分的焊接连接制造简单流道散热器，这种流道散热器一般只具有直线型或直线交叉型流道，无法制造具有螺旋形或具有更加复杂曲面腔的流道，导致散热器散热性能一般，可供使用的途径也极少，同时，二次加工也易导致模具的使用寿命大大缩短，精度也大大折扣，所制造的简单流道散热器无法满足实际制造需要，因此，高效复杂的流道散热器在很长一段时间内一直只是停留在理论阶段。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种基于薄片叠层连接的随形流道散热器，以实现复杂流道散热器的快速成型，省去长周期，高成本的制造过程，本实用新型制备工艺能够使流道内腔能够具有良好的成型精度，以及提高与复杂曲面零件的叠合程度。
本实用新型通过下述技术方案实现：
一种基于薄片叠层连接的随形流道散热器的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：在三维模型设计软件中进行流道散热器零件模型的设计和建立，将其保存为STL文件，并导入计算机切片软件，利用计算机切片软件对所要制备的零件模型按指定厚度切割分层，得到每一CAD模型所需的表层二维图形轮廓，通过计算机提取各层的横截面轮廓信息，生成激光加工所需代码文件；
步骤二：将步骤一提取的代码文件导入激光切割系统，激光切割系统自动生成加工路径，计算机控制激光切割头的运动路径，将厚度在0.05-0.1mm的金属薄片快速切割形成多片同CAD模型横截面形状相一致的薄层结构，同时用机械的方法将所得金属薄片的待焊接表面进行去除表层氧化物，使待焊接表面粗糙度达到3.2μm以上；
步骤三：真空热扩散焊接；将步骤二金属薄片按照三维模型设计软件中零件模型的流道形状进行机械方法堆叠定位，并在每一层金属薄片之间涂覆膏状钎料，再用夹具进行固定夹紧，保证各层间处于紧密贴合状态，形成一个按照随形流道设计顺序依次层层叠加堆积的金属薄片层，并置入充满惰性气体氩气的真空玻璃管中，再将真空玻璃管放入高温热处理炉5中，进行真空压力热扩散焊接，最后形成所需复杂流道形状的基于薄片叠层连接的随形流道散热器；
将热扩散焊接成型后的随形流道散热器进行表面处理，使其表面达到使用要求。
步骤一所述指定厚度切割分层厚度为50-100μm，该厚度可避免出现相邻层之间流道孔洞阶梯状现象。
步骤二所述金属薄片为304不锈钢、铜或者弹簧钢薄片。
步骤三所述膏状钎料为黄铜钎料。
步骤三所述对金属薄片进行的机械定位方法为用M1和M2两种不同大小定位销进行定位固定，以提高薄片层叠过程中定位的精准度。
步骤三所述真空压力热扩散焊接温度恒定为1000℃；
所述真空压力热扩散焊接恒温加热时间为10h；
所述真空环境的真空度为50kPa，惰性气氛为氩气。
步骤三所述表面处理方法包括机械抛光，渗蜡处理，硝酸酒精溶液处理。
一种基于薄片叠层连接的随形流道散热器，该随形流道散热器是由多片开设有孔洞的金属薄片依次层层连接堆叠而成，每相邻层金属薄片上的孔洞相互连通，以形成散热器随形流道的整体形状。
该每相邻层金属薄片上的孔洞相互连通，是指相邻层金属薄片上的孔洞的轴线彼此偏离或者重合；各相邻孔洞的轴线偏离角度及重合角度，由该层孔洞相对于随形流道整体设定形状所在的截面位置而定。
所述金属薄片是厚度为50-100μm的304不锈钢、铜或者弹簧钢片。
本实用新型相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
本实用新型的金属薄片的连接工艺，省去了周期长，成本高的模具生产过程，有效地节省了人力和费用。
本实用新型金属薄片的连接工艺，可以较大程度地提高具有复杂内腔零件的制造精度，避免出现阶梯状现象，使零件能更好地适应复杂工况，其制出的产品具有较高的成型精度，为金属零件的设计与优化提供了更精确的实验结果。
本实用新型金属薄片的连接工艺，利用了中间黄铜钎料层进行薄片连接，降低了实验所需的焊接温度和时间，并且连接性能更佳，提高了零件的成型致密度；在恰当的实验参数下进行真空扩散焊接，有效地提高了薄片间的焊合率，降低了薄片间翘起变形的程度，进一步提升了零件的使用效果。
经过长时间的扩散焊接后，金属薄片间连接紧密，抗变形能力大大提高，提高了产品的使用寿命。
经过扩散焊接后的散热器，可以是任意形状，例如复杂的螺旋形内腔，这种结构的流道较传统简单流道散热器具有更好的散热性能，使用寿命更长，提高了散热器的使用效率。
本实用新型的薄片连接工艺，经金属薄片连接形成后的随形流道散热器与对应具有复杂曲面表面的热源零件贴合提高导热散热性能，使得散热效率提高30％以上。
附图说明
图1为本实用新型基于薄片叠层连接的随形流道散热器的制备工艺总流程图。
图2为真空热扩散焊接处理的过程示意图。
图3为流道散热器模型示意图。
图4为流道散热器中截面示意图。
图中：金属薄片1；激光切割头2；依次堆叠后的金属薄片层3；夹具4；高温热处理炉5。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型作进一步具体详细描述。
实施例
本实用新型基于薄片叠层连接的随形流道散热器的制备方法，可通过如下步骤实现：
(1)通过对复杂流道散热器的用途分析及效果预测，用计算机的三维建模软件进行复杂流道散热器模型建立，模型三维轴视图及中界面截面示意图如图3和图4所示，将模型保存为(*STL)格式文件。
(2)将STL文件导入计算机中的切片软件中，以50-100μm的厚度对散热器模型进行切割分层，形成多层具有不同横截面形状的CAD模型，并用计算机提取各层的轮廓信息，生成激光切割薄片所需的代码文件；
(3)将各层的轮廓信息顺序导入激光加工系统中，生成切割金属的路径选择，激光切割头按照计算机生成的加工路径对层厚为50-100μm的(不锈钢)金属薄片进行切割成型，得到各层与虚拟层横截面形状相同的(实体)金属薄片层，将切割完成的多层金属薄片层进行顺序摆放，对每层金属薄片的待焊接表面进行打磨抛光，去除加工出现毛刺及表面的氧化物，用硝酸酒精溶液去除表层的油脂，用超声波振动洗去表面杂质，使各层间接触表面粗糙度达到3.2μm以上。
(4)将各层金属薄片进行按顺序叠加，用两个不同大小的定位销孔判断每层金属薄片的正反面的正确摆放，完整叠层排序好全部金属薄片后，在每一层金属薄片的层间涂抹上适量膏状黄铜钎料，用一个M1和一个M2定位销固定各薄片位置，确保各金属薄片层均已经正确摆放后用夹具对各层金属薄片进行施压夹紧，保证各金属薄片层片间处于紧密贴合状态，并将整体工件置入充满惰性气体氩气的真空玻璃管中，将真空玻璃管放入高温热处理炉中，真空热扩散实验的工艺参数，焊接温度为1000℃，扩散时间为10h，真空度为50kPa,惰性气氛为氩气。
(5)在热扩散炉中观察真空管中的金属薄片层片连接情况，相邻金属层片间的金属原子得到充分的扩散，层片间气孔和缝隙均消失，层片间贴合情况达到实验要求，将经过长时间真空热扩散焊接后的成型零件从高温热扩散炉中取出，在500℃的环境下进行去应力退火，消除实验零件在焊接过程中产生的内应力，放置于室温中再将成型零件进行表面打磨抛光，改善表面粗糙度，使零件表面的粗糙度在5μm以下，最后形成成型精度良好达到20-50μm，内腔连续性高的复杂随形流道散热器6。
本实用新型省去了多个模具制造的时间和成本，利用金属薄片间的叠层连接工艺，直接制造零件在厚度和片层间的连续性方面都具有较高的成型精度，通过金属薄片叠层连接方法制造的随形流道散热器精度达到20-50微米，表面粗糙度Ra在5微米以下。片层间基本没有阶梯状现象出现，适合具有复杂内腔或表面的零件制造；金属薄片制造零件模型的过程也使零件模型的设计与结构优化周期更短；扩散焊接后零件薄片间连接紧密使零件的性能更加稳定，使用效果更佳；成型的零件内腔具有与曲面表面零件相对应的流道，散热性能较传统工艺制造的散热器更加优异，有效提高散热效率达30％以上，使用寿命大大提高。
如上所述，便可较好地实现本实用新型。
本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。