金属3D打印热交换器应用阻碍和前景展望

2020-07-07 15:20

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。