Por décadas, Los investigadores han considerado el potencial de enfriar dispositivos electrónicos calientes soplándolos con chorros de aire de alta velocidad. Sin embargo, Los sistemas de refrigeración por chorro de aire no se utilizan ampliamente en la actualidad. Dos de los mayores obstáculos que impiden el uso de estos sistemas es su complejidad y peso. Los sistemas de chorro de aire deben estar hechos de metal para poder manejar la presión asociada con los chorros de aire cuya velocidad puede exceder las 200 millas por hora. Y el sistema de manejo de aire puede ser complejo con muchos componentes discretos que administran el flujo de aire y dirigen el aire a los puntos calientes donde se requiere enfriamiento.

Ahora, Investigadores de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign han demostrado un nuevo tipo de enfriador por chorro de aire que supera las barreras anteriores a los sistemas de enfriamiento por chorro. Usando fabricación aditiva, Los investigadores crearon un sistema de enfriamiento por chorro de aire en un solo componente que puede dirigir aire a alta velocidad hacia múltiples puntos calientes de la electrónica. Los investigadores fabricaron el sistema de enfriamiento con materiales poliméricos resistentes que pueden soportar las duras condiciones asociadas con los chorros de aire de alta velocidad.

"La libertad de diseño de la fabricación aditiva nos permite crear soluciones de refrigeración que tienen tamaños y formas que antes no eran posibles, "dijo William King, Cátedra Andersen y Catedrática de Ciencia e Ingeniería Mecánica. "Esto realmente abre un nuevo mundo de oportunidades para la gestión térmica".

La investigación se centró en la eliminación de calor de dispositivos electrónicos de alta potencia. "Los graves problemas de gestión térmica de los dispositivos electrónicos de alta potencia aparecen en una gran cantidad de aplicaciones, especialmente en centros de datos modernos, así como en vehículos eléctricos, incluidos aviones, automotor, y vehículos todoterreno, "dijo Nenad Miljkovic, Profesor asociado de ciencia e ingeniería mecánica en Illinois y coautor de la investigación publicada.

Las aplicaciones de los dispositivos electrónicos de alta potencia están creciendo rápidamente:en automóviles eléctricos, sistemas de energía solar, Comunicaciones 5G, e informática de alta potencia que utiliza unidades de procesamiento de gráficos (GPU), para nombrar unos pocos. Los dispositivos electrónicos de estos sistemas generan calor que debe eliminarse para un funcionamiento eficaz y fiable. En general, mayor potencia da como resultado un mayor rendimiento. Desafortunadamente, una potencia más alta también hace que sea más difícil eliminar el calor. Se requieren nuevas tecnologías de enfriamiento para respaldar el crecimiento de los sistemas eléctricos.

El papel, "Enfriamiento por impacto de chorro de aire de dispositivos electrónicos que utilizan boquillas fabricadas aditivamente, "fue publicado en la revista Transacciones IEEE sobre componentes, Embalaje, y tecnología de fabricación .