1、立项背景和技术原理
    1.1 立项背景:国务院《“十三五”节能减排综合工作方案》提出：推广高效换热器，提升热交换系统能效水平。“节能减排”相关法规与标准的日趋严格，对作为能量和排放管理的关键部件——热交换、热管理系统（空调换热系统以及高性能电子芯片热控系统等）提出了更为严峻的挑战。据相关行业数据统计：空调系统能耗约占社会总能耗15％。与此同时，卫星数据处理器、功率型LED、高性能CPU以及智能手机、平板电脑等新型3C电子设备面临严峻的高热流密度问题，直接影响系统安全及可靠性。解决上述问题的关键在于采用具有复杂管内三维结构的相变传热器件提高核心的换热性能。
针对空调换热系统以及高热流密度电子芯片热控系统对高性能相变传热器件的迫切需求，在国家自然科学基金-广东省联合基金重点项目、广东省级科技计划项目和深圳市科技计划项目等资助下，经过多年校企双方产学研合作，形成了完整的技术成果“高性能传热器件内壁三维结构高效制造技术及应用”。该技术成果属共性核心技术，已在相关企业中取得了显著的经济效益，具有广阔的应用前景。
    1.2 技术原理:本项目高性能传热器件内壁三维结构高效制造技术包括副齿协同高速旋压拉拔成形技术、超薄多级拉拔成形技术、相变压扁成形技术以及多轴联动精密电火花加工技术。
针对管内复杂三维内翅片结构，采用微细电火花技术对拉拔芯头进行加工，通过多轴联动实现拉拔芯头微细螺旋沟槽和斜沟槽结构交错制造，利用精密磨削加工对微沟槽进行修整，得到具有多齿交错的高精度拉拔芯头；采用副齿协同高速旋压拉拔成形，得到具有主、副双翅且反向交叉的复杂三维管内结构；研究管壳材料、拉拔芯头、成形工艺之间的协同作用，获得三维主/副翅内翅片铜管成形规律；通过对材料化学成分与组织、表面形貌、几何结构之间的跨尺度结构优化设计，实现具有主/副翅结构精密铜管的主动设计；针对扁平热管制造，提出相变压扁成形技术，利用相变膨胀特性调节压扁过程中管壳金属流动变形，揭示热管成形过程中温度场、力场、流场等多场之间的耦合作用机制，通过调节相变压扁成形工艺参数控制热管的压扁精度以及表面平面度；采用超薄多级拉拔成形技术，通过对拉拔过程的变形规律和应力分析，实现超薄管壁微细精密铜管高效制造；创新性提出气/液共面结构设计理论与制造方法，突破超薄热管厚度制造极限。通过形貌表征、数值分析等手段，揭示多尺度纤维吸液芯结构传热传质机理，研究吸液芯的结构及其表面形貌参数对工质流动和传热过程的影响规律，从而实现超薄热管高效、高精度、低成本制造。
    2、成果的主要技术创新点:项目组经过多年努力，在多齿交错拉拔芯头精密制造、管内复杂三维结构/形貌表征、建模以及结构/形貌协同控制生成的整体技术方面取得突破。主要技术创新点如下：
   （1）通过多轴联动精密电火花加工技术与精密磨削加工技术相结合，实现多齿交错拉拔芯头精密制造；采用副齿协同高速旋压拉拔成形，得到具有主、副双翅且反向交叉的复杂三维管内结构。实现最小外径Φ7 mm的三维主/副翅内翅片铜管高效制造，主翅高0.187 mm，副翅高0.07 mm；
   （2）提出相变压扁成形技术，实现扁平热管压扁精度及表面平面度精确控制，得到压扁精度（厚度尺寸）±0.05 mm，上、下表面平面度≤0.1 mm的高精度扁平热管；通过烧结工艺参数控制吸液芯结构表面二次茸状形貌主动生成，实现复杂三维结构吸液芯制造，有效提升扁平热管启动速度和均温特性。扁平热管启动时间维持在10~12 s，稳态温差< 1 ℃，传热功率可高达55 W以上；
   （3）通过超薄多级拉拔成形技术，实现壁厚0.08 mm的超薄管壁微细精密铜管高效制造；首次提出气/液共面结构设计理论与制造方法，通过揭示气/液共面超薄热管内部蒸汽和液体的运动规律和相互影响机制，确定了影响超薄热管传热极限的主要因素，从而突破超薄热管厚度制造极限，制备得到厚度<0.4 mm的超薄热管；通过对多尺度吸液芯结构进行表征与建模，揭示其传热传质机理和表面多尺度微结构强化传热的作用机制，实现吸液芯结构主动设计及其表面形貌结构可控制造，从根本上突破超薄热管传热性能受制于压扁厚度的技术瓶颈，厚度<0.4 mm的超薄热管极限功率达到5 W，热阻<0.8 ℃/W。
    3、 应用情况及存在的问题
    3.1应用情况:本技术成果“高性能传热器件内壁三维结构高效制造技术及应用”已广泛应用于空调制冷、航空航天、大功率LED、智能手机等领域。基于目前应用于格力、美的、志高和大金等制冷产业和沃龙、珠海汉胜等电子科技产业中所取得的出色效果，本技术成果于未来的很长时间内在空调制冷、高性能电子芯片散热等行业均具有很大的应用前景。
    3.2存在的问题:(1) 本项目提出的复杂三维主/副翅内翅片管，目前能够得到的最小外径为Φ7 mm，外径<Φ7 mm的三维主/副翅内翅片管制造技术尚未突破。(2) 移动电子设备的轻薄化发展对超薄热管的厚度和性能提出了更高的要求，目前项目所制备的超薄微细精密铜管管壁最薄为0.08 mm，还未实现管壁<0.08 mm的超薄微细精密铜管制造。