隨著通過集成電路損耗的功率的快速升高，改進的散熱器設計需要減小它們與強制空氣流之間的熱阻力。已經使用諸如擠壓、機加工與壓鑄的制造方法來制造傳統的縱向翅片設計，然而這些技術并不適合用來制造更加復雜的散熱器設計，而更加復雜的結構設計可以改進散熱器的性能。 3D打印在制造復雜的散熱器方面打開了廣闊的前景。

或不均勻或梯度

根據3D科學谷的市場研究，國內在3D打印用于集成電路的散熱系統方面進行了積極的探索。通過3D打印的散熱結構可以是不均勻材料密度分布的復雜結構，散熱結構可以是點陣結構，柵格或格架，還可以是突出或延伸的翅片?？梢岳眠x擇性激光熔融3D打印增材制造技術來制造金屬結構，散熱器可以由鋁、銅、氮化鋁(AIN)、陶瓷或含有石墨、石墨烯或碳納米管的合成物而制成。

根據3D科學谷的市場觀察，在變梯度分形點陣夾芯強化相變熱沉方面，西南電子技術研究所（中國電子科技集團公司第十研究所）開發了一種技術方案予以實現：強化傳熱結構按陣列分布在相變熱沉殼體中，每個變梯度分形點陣夾芯單元按相變熱沉熱傳遞與熱交換特性，以變梯度V結構作為第一級強化傳熱結構，并以此為基礎，在第一級強化傳熱結構的變梯度V形端，以形狀相同的變梯度V結構逐級遞增形成多級強化傳熱結構，各級強化傳熱結構比表面積依次呈倍數增加，其中，第一級強化傳熱結構可將熱量快速強化傳導至遠離熱擴散底板的區域，第二級強化傳熱結構、第三級強化傳熱結構將熱量快速擴散至遠離熱擴散底板的相變材料完成熱交換。 

航空、航天領域的結構熱控設計對熱沉的質量、體積與環境適應性有極高要求，使用相變材料(PCM，Phase Change Materials)作為熱沉相較于傳統的質量熱沉其效率高出一個數量級，隨著大規模集成電路和功率電子器件的日益普遍應用而得到廣泛的應用。當電子設備停止工作(或環境溫度下降、外界熱沖擊消失)后溫度下降(低于相變溫度)，相變材料在溫度恒定的情況下發生物相變化(一般是由液相變為固相)，釋放熱量，熱量經由相變熱沉封裝殼體進入周邊環境或需要吸熱保溫的設備，從而解決熱量生成和排放在時間、強度及地點上不匹配的問題，確保電子設備在可控的溫度環境下可靠工作。

相變熱沉封裝結構及強化傳熱結構材料可以選擇不銹鋼、鋁、銅等；相變材料的種類根據相變熱沉散熱性能指標及要求進行選擇，只要滿足充填灌注工藝要求即可。

根據3D科學谷的市場研究，3D打印在散熱器的制造方面當前主要存在幾種思路：一種是替代釬焊實現一體化散熱器結構制造，一種是實現十分復雜的夾芯結構。實現十分復雜的幾何形狀方面不僅可以實現“外觀層面”例如雙曲線交叉纏繞的應用，還可以實現“微觀層面”例如點陣結構的應用。

3D科學谷在《3D打印產業化機遇與挑戰白皮書》中提到熱交換器將是下一個產業化領域。而究竟3D打印將在熱交換器的產業化方面達到怎樣的影響力和覆蓋面，這不僅僅取決于3D打印設備，材料的價格，還取決于工藝質量是否能夠達到一致可控，以及標準與認證的完善，而最重要的是如何從設計端獲得以產品功能實現為導向的正向設計突破。

根據3D科學谷的市場觀察，不少的公司在3D打印熱交換器和散熱器方面獲得了進展。其中包括在航空航天領域的GE、雷神公司、諾思羅普·格魯曼公司、Unison Industries公司；在汽車領域的HiETA Technologies與雷尼紹合作開發的換熱器，Conflux所開發的新型高效熱交換器ConfluxCore以及菲亞特克萊斯勒(FCA汽車集團）開發的鋁制散熱器；在IT電子領域微軟、IBM、，Ebullient LLC等公司開發的微處理器冷卻解決方案以及熱管理系統。

而在國內，根據3D科學谷的市場研究，包括西南電子技術研究所（中國電子科技集團公司第十研究所），中國航空工業集團公司西安飛機設計研究所，成都三鼎日新激光科技有限公司，深圳市大觀科技有限公司，愛美達（上海）熱能系統有限公司，中國航空工業集團公司西安航空計算技術研究所，中國工程物理研究院機械制造工藝研究所以及大連理工大學，北京工業大學，重慶大學等高校都在3D打印散熱器方面做出積極的研究與探索。