Riprogettazione per l'Additive Manufacturing di un dissipatore passivo di calore per il raffreddamento di componenti elettronici = Design for Additive Manufacturing of a heatsink for electronic devices heat dissipation

Il lavoro di tesi ha avuto l'obiettivo della riprogettazione di un dissipatore passivo di calore per il raffreddamento di componenti elettronici per la realizzazione attraverso il processo di fabbricazione additiva Laser-Powder Bed Fusion, che consiste nella fusione selettiva attraverso un fascio laser di layer di polvere metallica. Inizialmente è stato presentato il componente originale da riprogettare, fornendo una panoramica delle caratteristiche principali fisiche e di funzionamento, comprendendo alcune applicazioni reali di messa in opera. Successivamente è stata affrontata, dal punto di vista teorico, la modellazione del problema termico e l'impostazione dell'analisi termica da effettuare sui componenti originale e riprogettati, definendo le condizioni di lavoro attraverso i carichi termici necessari per simulare le caratteristiche di funzionamento dell’heatsink. Definito il problema, è stato analizzato il comportamento del componente originale attraverso l'impostazione di un'analisi termica. I risultati dell'analisi termica del componente originale sono stati il riferimento per il confronto con le performance dei nuovi componenti, mirando ad un miglioramento della resa termica a valle della riprogettazione. Dopo aver fornito una panoramica delle principali tecnologie di produzione tradizionali per i dissipatori di calore, dei principali metodi di riprogettazione per l'Additive Manufacturing per heatsink e delle principali regole di Design for Additive Manufacturing, si è passati alla definizione e alla modellazione delle geometrie ottimizzate. Sono state definite diverse geometrie ottenibili attraverso il processo L-PBF: per ogni componente riprogettato è stato fornito l'insieme delle caratteristiche geometriche e delle regole di DFAM applicate nella riprogettazione, è stata effettuata l'analisi termica e i risultati per i componenti riprogettati, relativi alle performance termiche, sono stati confrontati con le caratteristiche termiche derivanti dall'analisi del componente originale. Per ogni geometria riprogettata si è notato un incremento delle performance termiche (maggior decadimento di temperatura sull'heatsink, aumento della superficie di scambio termico) e un complessivo risparmio di materiale necessario. Infine sono state definite le proprietà di messa in macchina delle geometrie riprogettate per la produzione attraverso L-PBF.