水冷板石墨模具的主體結構環繞其核心功用——高效散熱與精細成型展開，經過模塊化規劃完成功能與制造功率的平衡。以下從核心組件、功用分區、銜接結構三個維度進行專業解析：
一、核心組件：完成散熱與成型的基礎
石墨基體
材料特性：選用等靜壓高純石墨（純度≥99.95%），導熱系數150~200W/m·K，保證高溫下尺度穩定性。
結構功用：作為流道與腔體的成型載體，其表面粗糙度Ra≤0.8μm，減少釬焊時雜質殘留，進步焊接強度。
冷卻流道體系
流道類型：
直通式流道：適用于低流阻場景，冷卻功率進步10%；
蛇形/螺旋流道：增加接觸面積，散熱均勻性進步20%（溫差≤5℃）。
尺度參數：流道直徑2~8mm，壁厚≥1.5mm，保證冷卻液壓力≤0.5MPa時無變形。
密封與銜接結構
金屬嵌件：選用316L不銹鋼或銅合金，經過真空釬焊與石墨基體結合，焊接強度≥40MPa。
O型圈槽：規劃在金屬嵌件表面，槽深0.5~1mm，適配氟橡膠或硅膠密封圈，完成二次密封。
二、功用分區：優化散熱與成型功率
分區 結構特征 功能指標
成型區 流道與腔體集成，表面鏡面拋光（Ra≤0.4μm） 液冷板平面度≤0.1mm，流道截面尺度誤差≤±0.05mm
散熱區 石墨基體厚度≥10mm，表面開槽或波紋規劃 散熱功率進步15%，熱源表面溫度下降8℃
銜接區 金屬嵌件與石墨基體過渡區選用階梯式規劃 釬焊結合率≥95%，抗拉強度≥35MPa
三、銜接結構：保證模塊化與可維護性
可拆卸流道模塊
規劃原理：流道模塊經過螺栓或卡扣與主體銜接，便于清洗與更換。
密封計劃：選用雙O型圈密封（內徑5mm，硬度70 Shore A）。
快換接口規劃
接口類型：G1/4螺紋或快速插拔接頭，適配冷卻液流量5~20L/min。
防錯規劃：接口處設置定位銷與色彩標識，避免誤裝導致走漏。
監測與維護接口
壓力傳感器接口：集成在冷卻液進口，監測規模0~0.8MPa，精度±0.5%。
溫度傳感器接口：嵌入石墨基體，丈量規模-20~150℃，響應時間≤1秒。
四、典型事例：新能源汽車電池液冷板石墨模具
結構參數
石墨基體尺度：300×200×25mm
流道數量：12條蛇形流道，總長度15m
金屬嵌件原料：銅合金（C11000）
功能驗證
冷卻功率：在25℃環境溫度下，電池組表面溫度下降12℃
走漏測驗：經過氦氣走漏檢測，走漏小于標準值。
壽命測驗：連續運行5000小時，流道無堵塞，密封功能無下降
五、規劃優化方向
輕量化規劃：選用石墨-銅復合基體，密度下降30%，散熱功率進步10%。
智能化集成：在模具中嵌入微型傳感器，實時監測溫度、壓力與流速。
快速換模體系：開發模塊化夾具，換模時間縮短至30分鐘以內。
經過上述結構規劃與優化，水冷板石墨模具可在新能源汽車、數據中心、5G基站等高散熱需求場景中完成高效、可靠的冷卻解決計劃。