2021年9月22日，伊利諾伊大學(xué)(xué)利用3D打印技術(shù)(shù)生產(chǎn)(chǎn)了下一代超小型熱交換器，實(shí)現(xiàn)了高達2000%的性能提升。為了設(shè)計出創(chuàng )(chuàng)新的幾何形狀，工程師們開(kāi)發(fā)(fā)了具有拓撲優(yōu)(yōu)化功能的三維熱交換器設(shè)計軟件。這款軟件專(zhuān)門(mén)用于優(yōu)(yōu)化現(xiàn)有的熱交換器設(shè)計，以最大限度地提高傳熱，同時(shí)最大限度地減少零件重量，這可能對能源、電子和航空航天等行業(yè)(yè)產(chǎn)(chǎn)生重大影響。機械科學(xué)(xué)與工程教授William King說(shuō)："我們開(kāi)發(fā)(fā)了形狀優(yōu)(yōu)化軟件來(lái)設(shè)計高性能的熱交換器，軟件使我們能夠識別出與傳統(tǒng)設(shè)計明顯不同且更好的3D設(shè)計。"

美國企業(yè)(yè)集團GE的研發(fā)(fā)部門(mén)GE Research已經(jīng)(jīng)成功地在高達900°C的溫度下測試了一種新型3D打印熱交換器原型。與馬里蘭大學(xué)(xué)和橡樹(shù)嶺國家實(shí)驗室（ORNL）一起設(shè)計的GE Research的次規(guī)模熱調(diào)節(jié)裝置具有獨特的葡萄狀幾何形狀，使其具有極端的耐熱和耐壓性能?，F(xiàn)在已經(jīng)(jīng)通過(guò)了初步試驗，其溫度超過(guò)了目前最先進(jìn)的設(shè)備的能力，超過(guò)了200°C，通用電氣研究公司表示，其原型可以在能源部門(mén)找到應(yīng)用，"在現(xiàn)有和下一代發(fā)(fā)電廠(chǎng)和噴氣發(fā)(fā)動(dòng)機平臺上實(shí)現(xiàn)更清潔、更有效的發(fā)(fā)電"。

增材制造提供了傳統(tǒng)制造技術(shù)(shù)無(wú)法提供的設(shè)計自由，但可實(shí)現(xiàn)的壁厚有限。由于成本原因，典型的熱交換器由鋁制成。盡管銅會(huì )是更好的選擇，因為它具有更高的導(dǎo)熱性。本期，通過(guò)EOS的案例來(lái)領(lǐng)(lǐng)略3D 打印提高銅金屬熱交換器性能。

結(jié)合3D打印熱交換器的踐行者Conflux Technology的發(fā)(fā)展，分享了3D打印熱交換器應(yīng)用中存在的基本注意事項，其中談到了3D打印熱交換器產(chǎn)(chǎn)品質(zhì)(zhì)量認(rèn)證中存在的挑戰(zhàn)。本期，我們將繼續(xù)結(jié)合Conflux的實(shí)踐，探討3D打印熱交換器制造的資格與認(rèn)證問(wèn)題。

熱交換器非常適合通過(guò)增材制造的方式來(lái)制造，不過(guò)一個(gè)吸引人的或創(chuàng )(chuàng)成式式的設(shè)計本身往往是不夠的。據(jù)了解，這其中還包括對傳熱/流體力學(xué)(xué)的基本原理的掌握，對熱流體模擬仿真和AM-增材制造過(guò)程的深刻理解和結(jié)合，這是取得令人信服的競爭性結(jié)果所必需的。

本期，魔猴網(wǎng)(wǎng)就與大家共同探討幾種推動(dòng)銅3D打印應(yīng)用的因素。

長(cháng)期以來(lái)，傳統(tǒng)的建模方式和無(wú)法實(shí)現(xiàn)復(fù)雜幾何形狀的制造工藝，制約著(zhù)熱交換器設(shè)計與效率的突破，而面向增材制造的高性能復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)，以及高強度鋁合金3D打印材料，為熱交換器設(shè)計的突破帶來(lái)了新的可能性。

關(guān)(guān)于3D打印集成熱交換功能的殼體，此前曾分享過(guò)GE開(kāi)發(fā)(fā)的一種齒輪箱，是一個(gè)包括具有多個(gè)內(nèi)腔的殼體。在腔室內(nèi)的多個(gè)壁中附加制造了熱交換器，這樣的熱交換器包括多個(gè)熱交換通道。近日，聯(lián)(lián)合技術(shù)(shù)公司-UTC的3D打印具有集成熱交換功能的輕量化殼體專(zhuān)利獲批，UTC的這項專(zhuān)利提供了用于生產(chǎn)(chǎn)輕質(zhì)(zhì)，低成本組件的方法。

熱交換器正在發(fā)(fā)生變革，下一代換熱器與散熱器正在來(lái)臨。熱交換器被用于許多系統(tǒng)中，從汽車(chē)到空調(diào)單元到先進(jìn)熱處理系統(tǒng)中的能量回收裝置。本期，魔猴網(wǎng)(wǎng)特別分享美國能源技術(shù)(shù)研究所通過(guò)3D打印平行流換熱器應(yīng)用方面的進(jìn)展。

GE開(kāi)發(fā)(fā)了新型的熱交換器，這種熱交換器是通過(guò)3D打印-3D打印方式來(lái)制造的。該熱交換器包括多個(gè)3D打印方法，使流體通道尺寸較小，具有較薄的壁而形成的流體通路，以及具有錯綜復(fù)雜的形狀，這些熱交換器使用先前傳統(tǒng)的制造方法沒(méi)有辦法制造出來(lái)。

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