【原创【�/font>铜合�?D打印突破高导热挑战，AI散热领域将最先爆发——访中南大学雷前教授

中国粉体网讯2026平�/span>4朇�/span>28日，由中国粉体网主办的第二届高端金属粉体制备与应用技术大会暨2026通信电子�?D打印、粉末冶金市场金属粉国产化交流会�?/span>湖南长沙隆重召开，会议期间，我们邀请到了业内专家、学者，优秀企业家代表做客对话栏目，进行访谈交流。本期为您分享的是中国粉体网寸�/span>中南大学雷前教授的专访、�/span>

中南大学雷前教授

中国粉体网：雷教掇�/span>您好，首先请您简单介绍一下您的研究方向及研究成果、�/span>

雷教掇�/span>：大家好＋�/span>我自2006年至今，已有近二十年时间一直专注于铜合金相关的研究工作。研究领域覆盖了从传统的熔炼、铸造、压延加工，到现今前沿的粉末冶金�?/span>3D打印，以及机器学习、人工智能在材料研发中的应用。所有的研究工作，始终围绕服务我们国家铜加工领域的实际需求与发展展开、�/span>

中国粉体网：铜合金导热性好，用激先�/span>3D打印时面临哪些特有的挑战＞�/span>

雷教掇�/span>９�/span>铜合金的高导热性恰恰是其在激先�/span>3D打印中的主要挑战来源，这主要体现在两个方面：

首先，是热管理难颗�/span>。由于导热系数极高，激光输入的热量会迅速从熔池扩散到周围的粉末和基体中，难以有效沉积和维持形成稳定熔池。这与钢、钛合金等材料热量易于局域化的特性截然不同、�/span>

其次，是激光能量吸收率位�/span>的瓶颈。铜对常见的近红外波段激光的吸收率非常低，通常不足10%。这意味着绝大部分激光能量被反射而非用于熔化粉末、�/span>

“吸收率低”与“散热快”这两个因素叠加，导致铜合金的激先�/span>3D打印在成形稳定性、致密度控制方面面临巨大困难，使其成为金属增材制造中公认的高难度材料体系之一、�/span>

中国粉体网：您的研究成果在人工智能、超算散热等领域有应用前景。您认为哪个领域会最先实现规模化应用＞�/span>

雷教掇�/span>：从目前的发展态势看，高性能计算与芯片的先进散热领域将是最先实现规模化应用的场景、�/span>

散热需求已是迫在眉睫的工程挑战。例如，当前智能手机中普遍使用的均热板（VC）仍是薄片式结构。但�?/span>AI训练、超算等领域，芯片功耗已飙升至千瓦级（如H100芯片散热需求近1000瓦），传统散热方式已无法满足要求、�/span>

我们的研究重点之一——铜-金刚石复合材料，其导热系数可辽�/span>600-800 W/(m·K)，实验室甚至能做�?/span>900以上，是传统铜材料的2-3倍。这种极高导热性能的材料，是解决下一代芯片“热障”问题的关键。因此，基于高导热材料的先进散热方案，将是铜合金增材制造技术最快落地的方向、�/span>

中国粉体网：雷教授，�?/span>AI散热等具体应用中，您认为3D打印铜合金相比传统制造方式，最主要的优势是什么？

雷教掇�/span>９�/span>最核心的优势在亍�/span>3D打印带来的、近乎无限的结构设计自由度和功能集成能力。传统机加工或铸造难以制造复杂、一体化的内流道结构。而我们正通过3D打印，设计与制造具有复杂随形冷却流道的铜合金散热器。近期我们承担的湖南省智能研发项目，正是研究在铜合金中集成金刚石等高导材料，并一体化制造内部微流道、�/span>

这种“材斘�/span>+结构”协同设计的散热方案，采用液冷方式，其散热效率相比传统的风冷或简单铜块导热，可提卆�/span>2�?/span>3倍甚臲�/span>5倍以上、�/span>3D打印使我们能够将最优的热管理材料与最有效的冷却结构合二为一，这是传统制造方法无法实现的、�/span>

中国粉体网：结合您在德国和美国的科研经历，您认为当前中国在金属增材制造的材料研发方面，有哪些优势和亟待补强的短板＞�/span>

雷教掇�/span>９�/span>我曾先后在德国亚琛工业大学（拥有强大的弗劳恩霍夫激光技术研究所，在精密制造领域领先）和美国密歇根大学＇�/span>拥有激光材料加工领域的先驱之一Jyoti Mazumder院士）从事研究。通过对比，我的观察是９�/span>

我们的短板，突出体现在制造过程的智能化与自适应控制方面。早�?/span>2016-2017年，我在美国时团队已在研究如何利用熔池的光信号、热辐射等实时信息，动态反馈调节激光参数，实现“感�?/span>-控制”的智能打印。而国内目前主流工艺仍较多依赖固定的激光参数，在利用多传感信息融合、人工智能进行在线监测与闭环控制方面，与德、美领先水平仍有差距、�/span>

我们的优势，在于庞大的应用市场、完整的产业链和强大的工程化能力。中国在传统铜加工领域（如压延加工）已居世界前列，拥有深厚的产业基础。更重要的是，我们拥有全球最活跃的研发氛围和一大批致力于此的科研人员、工程师、�/span>

我相信，只要我们在粉体材料（特别是适用于增材制造的专用铜合金粉末）、工艺智能化这些短板上持续投入，集合学界、产业界（包括像粉体网这样的专业平台）的力量，假以时日，我们不仅能补齐短板，更有望实现超越。到那时，就不是我们寻求国外的材料，而是别人需要来找我们购买先进的材料与解决方案、�/span>

中国粉体网：感谢雷教授接受我们的采访、�/span>