具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“一侧”、“一端”、“一边”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

在附图中示出了根据本发明公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。

本发明提供了一种面向增材制造的肺泡仿生超级换热器结构，芯体包括多个超级换热器结构单胞，每个结构单胞由三个交叉管道组成，模拟人体肺泡结构，两层换热管道相互交错、互不相通。结构通过商用软件建模、数字化切片，最终导入3D打印机进行一体化成型，得到超级换热器结构。本发明实现一种面向增材制造技术的肺泡仿生超级换热器制备，得到仿肺泡超级换热器结构，具有高效换热、结构紧凑，抗破坏强度高的特点，可设计性强，制备灵活，在航空航天、船舶、高端装备及国防军事领域具有广泛的应用前景。

请参阅图1和图2，本发明一种面向增材制造的肺泡仿生超级换热器结构，包括上面板1、下面板2和超级换热器结构芯体3；超级换热器结构芯体3包括多个超级换热器结构单胞，多个超级换热器结构单胞在上面板1和下面板2之间周期排列；上面板1和下面板2均为单层面板，与中间的超级换热器结构芯体3连接，整体结构采用3D打印技术一体化成型。

不同数量的超级换热器单胞进行组合后，能够形成几何形状不同的换热器结构，如六边形，平行四边形等，不同尺寸的超级换热器单胞可通过变换基本单胞各项可调尺寸的参数进行梯度化设计与组合，实现换热效率可控。

超级换热器结构芯体3包括两层相互交错、互不相通的第一超级换热器管道5和第二超级换热器管道6，第一超级换热器管道5和第二超级换热器管道6内均注入待冷却液体。

第一超级换热器管道5和第二超级换热器管道6内的待冷却液体与上下面板之间的待冷却液体不同，该换热器最多可同时容纳三种不同的冷却液进行换热。

上面板1和下面板2能够根据实际需求，面板位置进行调整以适应换热器的形状；上面板1与下面板2之间可以注入待冷却液体，可实现多种液体同时进行热交换。

第一超级换热器管道5和第二超级换热器管道6的内外表面、上面板1与下面板2的内表面都附有防腐涂层4，防腐涂层4的厚度为0.2～0.5mm。

请参阅图3，超级换热器结构单胞的管道为仿肺泡状曲管，超级换热器结构芯体3的每个超级换热器结构单胞包括三个交叉管道，超级换热器结构芯体3中超级换热器结构单胞的俯视图中，三个交叉管道中相邻两管道之间的夹角为120°；三个交叉管道的两端与中央曲率可调，根据实际需求可以调整管道两端与中央的曲率，改变换热效率；超级换热器单胞结构的管道与垂直方向所成锐角大小相同，为0～90°；管道长度与厚度尺寸可调。

请参阅图4，一种面向增材制造技术的肺泡仿生超级换热器实施例结构示意图，本实施例采用等尺寸单胞进行正六边形设计，在实际生产制造中，可以对不同尺寸的超级换热器单胞可通过变换基本单胞各项可调尺寸的参数进行梯度化设计与组合，实现换热效率可控。

本发明一种面向增材制造技术的肺泡仿生超级换热器结构的制备方法，首先绘制所述一种面向增材制造技术的肺泡仿生超级换热器结构数据模型，然后对数据模型数字化横截面切片得到切片数据，将切片数据导入3D打印机，根据情况选取金属粉末原料，通过3D打印机一体化加工成型，得到基于肺泡组织结构的面向增材制造的超级换热器结构，具体步骤如下：

S1、根据具体需要和实际情况确定肺泡仿生超级换热器结构相关可调几何参数，通过商用三维建模软件UG绘制结构的三维数据模型，并将得到的三维数据模型转换为STL格式数据并导出。其中相关可调几何参数包括但不限于超级换热器单胞结构中管道两端与中央的曲率大小，管道与垂直方向的夹角，管道长度与厚度等；

S2、将步骤S1得到的STL格式数据导入商用模型剖分软件Cura中，对数据模型进行数字化横截面切片，得到三维数据模型的切片数据；

S3、根据具体需要和实际情况制定3D打印机的工艺参数，可调激光器功率约为几十瓦至几百瓦之间，扫描速度约为900～1500毫米每秒之间，并且选取合适的粉末原料，包括但不限于镍基合金球形粉末IN718、铝合金球形粉末AlSi10Mg、不锈钢球形粉末17～4PH，陶瓷粉末等，之后将步骤S2中得到的三维数据模型的切片数据导入3D打印机逐层打印，得到肺泡仿生超级换热器结构。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中的描述和所示的本发明实施例的组件可以通过各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

(1)运用商用三维建模软件UG绘制一种面向增材制造技术的肺泡仿生超级换热器结构的三维数据模型。侧面板为长方形板，边长16.4mm，高22.9mm，厚1mm；组成芯体部分的超级换热器结构单胞，其几何模型示意如图2，管道两端最宽处半径为4mm,中央曲率为50mm，管道与垂直方向的夹角为45°，管道长度为20mm，厚度为0.5mm。将绘制好的三维数据模型转换为STL格式数据并导出。

(2)将上一步得到的STL格式数据导入商用模型剖分软件Cura中，对三维数据模型进行数字化横截面切片，得到三维数据模型的切片数据；

(3)将上一步得到的三维数据模型的切片数据导入BLT S310型号3D打印机，采用激光选区熔融(SLM)3D打印技术，以IN718金属粉末为原料，表皮层打印时激光器功率为75W，扫描速度为800mm/s，内填充时激光器功率为305W，扫描速度为960mm/s，最终得到面向增材制造技术的肺泡仿生超级换热器结构。

请参阅图5，本发明所设计的结构与现有结构相比，具有较好的力学性能，本发明结构所做的压缩仿真结果显示，本发明所设计的45度结构相对密度为12.8％，其压缩强度为86.5MPa，与现有相同材料，相近相对密度的结构相比，压缩强度高出了332.5％，本发明所设计的60度结构相对密度为19.9％，其压缩强度为203.75MPa，与现有相同材料，相近相对密度的结构相比，压缩强度高出299.5％。由上可见本发明所设计的换热器结构与现有结构在力学性能方面相比，具有较大的优势。

综上所述，本发明一种面向增材制造的肺泡仿生超级换热器结构及其制备方法，芯体包括多个超级换热器结构单胞，每个结构单胞由三个交叉管道组成，模拟人体肺泡结构，两层换热管道相互交错、互不相通。结构通过商用软件建模、数字化切片，最终导入3D打印机进行一体化成型，得到超级换热器结构。本发明实现面向增材制造的肺泡仿生结构超级换热器的制备，得到一种仿肺泡超级换热器结构，具有高效换热、结构紧凑，抗破坏强度高的特点，可设计性强，制备灵活，在航空航天、船舶、高端装备及国防军事领域具有广泛的应用前景。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。