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金属3D打印热交换器应用阻碍和前景展望

导读:金属3D打印技术,在热交换器的制造上,有什么应用潜力和阻碍呢?

澳大利亚Conflux Technology公司是一家设计和工程公司,使用激光粉末床熔融(LPBF)技术,专业3D打印紧凑型高性能热交换器,包括设计、开发、生产、后处理等一条龙服务。并且,得到了德国工业级3D打印龙头EOS旗下的全球3D打印基金AM Ventures的投资。

△Conflux的CTO认为,3D打印热交换器,需要了解DfAM、热传导和流体力学原理以及增材制造过程

金属3D打印技术在过去10年得到飞速的发展,在航空航天和医疗领域的应用越来越多;同时也非常适合制造热交换器。

但是,与传统高性能热交换器的制造方法相比,增材制造仍是一项新兴技术。Conflux的经验表明,3D打印交换器相对具有挑战性。想要成功,需要对DfAM(用于增材制造的设计),传热和流体力学的基本原理,热流体模拟以及增材制造过程的深刻理解。

以下是Conflux在3D打印热交换器中,考虑的三个关键因素:

1.表面积密度。目标是在不损害设计或增加重量的情况下,最大化包装成给定体积的表面积。

通常将产品与传统制造的热交换器进行比较,而不是与3D打印的热交换器进行比较。它带来的竞争挑战是,传统方法生产的特征壁厚,可能比同类最佳的中型和大幅面激光金属3D打印系统所能达到的厚度,薄2到3倍。使得利用增材制造的其他优势更加重要。

2.大型CAD和构建文件。表面积密度的重要性,意味着3D打印热交换器,通常包含大型且密集的复杂特征阵列。结果是产生非常大的本地CAD和构建文件,从而使几何图形和构建数据的创建和操作非常耗时。
近年来,一部分金属3D打印机的发展集中在升级为生产级平台,具有多个激光器、过程监控工具、集成粉末回收和拆箱站。

3.产品合格标准。热交换器制造商在资格和认证方面面临独特的挑战,因为薄壁气密结构中的单个缺陷或针孔,可能意味着按设计执行或不执行的设备之间的差异。
传统制造的热交换器,是根据随时间推移生成的表格和标准来设计和确定尺寸的。这并不意味着传统方法制造没有痛点,而是标准和其他指南,一定程度上确立了信心。

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