摘要：3D 打印通过拓扑优化算法设计的仿生流道（如分形树状结构、螺旋流道），可将冷却液与热源接触面积提升 3-5 倍。例如，Fabric8Labs 的 ECAM 技术通过 33 微米分辨率的铜制翅片，使冷板热性能提升 48%，直接适配英伟达 GB300 芯片 140
一、3D 打印在冷板技术中重要性
3D 打印通过拓扑优化算法设计的仿生流道（如分形树状结构、螺旋流道），可将冷却液与热源接触面积提升 3-5 倍。例如，Fabric8Labs 的 ECAM 技术通过 33 微米分辨率的铜制翅片，使冷板热性能提升 48%，直接适配英伟达 GB300 芯片 1400W 的超高功耗需求。这种能力是传统 CNC 铣削和钎焊工艺无法企及的，因为后者受限于刀具路径和焊接变形，难以实现立体异形结构。
材料极限的突破者纯铜 3D 打印技术的成熟（如绿光激光熔融技术）彻底释放了铜的导热潜力。传统工艺因铜的高反射率（红外激光吸收率仅 5%）难以加工，而绿光激光吸收率达 40%，使纯铜冷板导热系数恢复至 98% 以上的理论值。例如，CoolestDC 与 EOS 合作的铜冷板散热效率较铝材提升 30%，且实现无焊缝一体化成型，耐压达 6bar。
传统冷板需经铣削、冲压、焊接等 10 余道工序，而 3D 打印可直接成型复杂流道，工序减少 70%，同时将漏液风险从 0.5% 降至 0.01% 以下。这种变革在 GB300 独立冷板方案中尤为关键 —— 每个 GPU 独享的微通道冷板若采用传统工艺，焊接点数量将增加 3 倍，可靠性大幅下降。
二、液冷3D打印优劣势分析
液冷 3D 打印技术的核心优势在于解决传统 3D 打印高功率热源的散热瓶颈，劣势则集中在技术复杂度和成本带来的应用限制
1、核心优势突破打印材料与精度限制
传统风冷散热效率低，高功率打印（如金属激光熔化）易导致材料局部过热、变形或开裂；液冷可精准带走热源热量，支持铜、钛合金等高热导 / 高熔点材料打印，同时减少热应力，提升零件尺寸精度（如微通道结构精度可达 100-300μm）。提升打印效率与零件性能
液冷无需因 “降温等待” 降低打印功率，可提高激光扫描速度或层厚，缩短打印周期；此外，散热均匀性可减少零件内部孔隙率，增强力学性能（如金属零件强度提升 10%-20%），尤其适配液冷板、散热模组等 “自身需散热” 的功能件制造。实现复杂结构一体化制造
液冷 3D 打印可直接成型传统 CNC 无法加工的 “异形微通道”“立体迷宫流道” 等结构（如铂力特的液冷板流道），无需后期拼接，减少泄漏风险，同时优化冷却液流动路径，使散热效率较传统方案提升 20% 以上。
2、主要劣势技术复杂度高，依赖定制化设计
需同步解决 “3D 打印成型控制” 与 “液冷系统集成”（如冷却液循环、温度传感器布局），不同材料（金属 / 塑料）需匹配不同冷却液（如水、矿物油）和散热参数，技术门槛高，难以标准化。设备与耗材成本高昂
液冷 3D 打印设备需额外搭载密闭式液冷回路、防腐蚀组件，初期投入比传统设备高 30%-50%；且冷却液、专用打印材料（如高导热铜基粉体）成本较高，暂不适配低附加值零件生产。维护与后期处理难度大
液冷系统存在管路堵塞、冷却液泄漏风险，需定期检测维护；打印后零件需清洗残留冷却液（尤其金属零件需防锈处理），增加工序成本；此外，设备故障排查需同时兼顾 3D 打印与液冷模块，维修周期较长。
三、微通道水冷板（MLCP）的战略方案与 3D 打印融合路径
MLCP 技术的战略定位MLCP 通过将微通道直接蚀刻在芯片封装上（水道尺寸
性能突破：较传统冷板散热功率密度提升 3 倍，PUE 可降至 1.08。
空间压缩：集成式设计使冷板厚度从 8mm 减至 3mm，适配高密度算力集群（如超微 NVL72 机架 72 颗 GPU）。
3D 打印的融合创新点
复杂流道制造：MLCP 的蛇形微通道（宽度 20-50μm）需通过 3D 打印实现，传统光刻和蚀刻工艺难以兼顾精度与深度。例如，希禾增材的绿光激光打印技术可实现 15μm 光斑，加工出深度 100μm 的微通道。
材料复合化：3D 打印支持铜 - 金刚石梯度材料（导热系数 > 1000W/m・K）的一体化成型，解决传统烧结工艺的界面热阻问题（>0.1K/W）。
模块化集成：将 MLCP 与均热板、相变材料集成，通过 3D 打印实现 “芯片 - 冷板 - 热沉” 的三级散热架构，整体体积减少 40%。
四、液冷板领域的 0-1 技术突破方向
相变冷却技术通过 3D 打印在冷板内部构建微腔结构（直径 50-200μm），利用相变潜热（如水的汽化热 2260J/g）将散热效率提升 5 倍。例如，AEWIN 开发的微网格冷板在 25℃室温下，可将 GPU 结温从 90℃降至 45℃，且泵送功率降低 70%。
智能流体控制3D 打印与 MEMS 传感器结合，实现冷板内部流量的实时调节。例如，纬创科技的冷板集成压力传感器和微阀，可根据芯片热点动态调整流速，使散热均匀性提升至 98%，同时降低能耗 18%。
生物启发式设计模仿人体血管网络的分形流道设计，通过 3D 打印实现冷却液的自适应分配。研究表明，这种结构可使冷板在压降相同的情况下，换热量提升 40%，且对芯片功率波动的响应速度加快 3 倍。
来源：全产业链研究一点号