Per decenni, i ricercatori hanno considerato il potenziale per raffreddare i dispositivi elettronici caldi soffiandoci sopra con getti d'aria ad alta velocità. Però, i sistemi di raffreddamento a getto d'aria non sono oggi ampiamente utilizzati. Due dei maggiori ostacoli che impediscono l'uso di questi sistemi sono la loro complessità e il loro peso. I sistemi a getto d'aria devono essere realizzati in metallo per essere in grado di gestire la pressione associata ai getti d'aria la cui velocità può superare le 200 miglia all'ora. E il sistema di trattamento dell'aria può essere complesso con molti componenti discreti che gestiscono il flusso d'aria e dirigono l'aria sui punti caldi in cui è richiesto il raffreddamento.

Ora, i ricercatori dell'Università dell'Illinois a Urbana-Champaign hanno dimostrato un nuovo tipo di refrigeratore a getto d'aria che supera le precedenti barriere ai sistemi di raffreddamento a getto. Utilizzando la produzione additiva, i ricercatori hanno creato un sistema di raffreddamento a getto d'aria in un unico componente in grado di dirigere l'aria ad alta velocità su più punti caldi dell'elettronica. I ricercatori hanno realizzato il sistema di raffreddamento con materiali polimerici resistenti in grado di resistere alle dure condizioni associate ai getti d'aria ad alta velocità.

"La libertà di progettazione della produzione additiva ci consente di creare soluzioni di raffreddamento che hanno dimensioni e forme prima non possibili, " disse William King, Cattedra Andersen e Professore di Scienze e Ingegneria Meccanica. "Questo apre davvero un nuovo mondo di opportunità per la gestione termica".

La ricerca si è concentrata sulla rimozione del calore dai dispositivi elettronici ad alta potenza. "Gli acuti problemi di gestione termica dei dispositivi elettronici ad alta potenza si manifestano in una miriade di applicazioni, soprattutto nei moderni data center e nei veicoli elettrici inclusi gli aerei, settore automobilistico, e fuoristrada, " disse Nenad Miljkovic, Professore Associato di Scienze e Ingegneria Meccanica presso l'Illinois e coautore della ricerca pubblicata.

Le applicazioni dei dispositivi elettronici ad alta potenza stanno crescendo rapidamente:nelle auto elettriche, sistemi di energia solare, comunicazioni 5G, e calcolo ad alta potenza che utilizza unità di elaborazione grafica (GPU), per dirne alcuni. I dispositivi elettronici di questi sistemi generano calore che deve essere rimosso per un funzionamento efficace e affidabile. Generalmente, maggiore potenza si traduce in prestazioni più elevate. Sfortunatamente, una potenza maggiore rende anche più difficile rimuovere il calore. Sono necessarie nuove tecnologie di raffreddamento per supportare la crescita dei sistemi elettrici.

La carta, "Raffreddamento a impatto con getto d'aria di dispositivi elettronici utilizzando ugelli prodotti in modo additivo, " è stato pubblicato sulla rivista Transazioni IEEE sui componenti, Confezione, e tecnologia di produzione .