Druk 3D w produkcji nowoczesnych wymienników ciepła

Druk 3D wykorzystywany do produkcji nowoczesnych wymienników ciepła.

Przełomowe rozwiązania dzięki technologii druku 3D

Tradycyjne metody produkcji od dziesięcioleci ograniczały projektantów wymienników ciepła, narzucając sztywne parametry dotyczące przepływu, grubości ścianek i geometrii. Najnowsze osiągnięcie przełamuje te bariery, wykorzystując swobodę projektowania, jaką oferują drukarki 3D do metalu. Kluczowym elementem jest innowacyjna, skręcona, heksagonalna struktura komórkowa, która:

Utrzymuje jednolity przekrój hydrauliczny na całej ścieżce przepływu.
Wywołuje kontrolowane turbulencje, zwiększając efektywność wymiany ciepła.
Zachowuje optymalne ciśnienie wsteczne, poprawiając ogólną wydajność systemu.
Zwiększa sztywność konstrukcyjną, jednocześnie redukując masę.

Efektem jest wymiennik ciepła, który jest mniejszy, lżejszy i znacznie bardziej wydajny niż jego odpowiedniki produkowane tradycyjnymi metodami.

Oprogramowanie Oqton 3DXpert: klucz do optymalizacji projektu

Osiągnięcie tak zaawansowanej konstrukcji wymagało zastosowania specjalistycznego oprogramowania inżynierskiego. Platforma Oqton 3DXpert zintegrowała symulację, projektowanie i przygotowanie produkcji w jednym, spójnym procesie, eliminując tradycyjne wąskie gardła projektowe. Dzięki 3DXpert inżynierowie mogą:

Symulować dynamikę przepływu, modelując zachowanie płynów w złożonych geometriach.
Analizować wydajność termiczną, przewidując współczynniki wymiany ciepła w różnych warunkach pracy.
Optymalizować integralność strukturalną, redukując masę przy jednoczesnym zachowaniu stabilności mechanicznej.
Generować modele gotowe do druku, płynnie przechodząc od projektu cyfrowego do druku SLM.

Ta synergia oprogramowania i sprzętu umożliwia szybkie tworzenie wysokowydajnych wymienników ciepła, przesuwając granice możliwości w zarządzaniu

Materiał CP1: gwarancja najwyższej wydajności

Wybór materiału jest kluczowym czynnikiem wpływającym na wydajność wymiennika ciepła. W tym projekcie został zastosowany materiał CP1, wysokowydajny stop aluminium, który charakteryzuje się:

Doskonałą przewodnością cieplną, zwiększającą wymianę ciepła.
Wysoką odpornością na korozję, zapewniającej długotrwałą żywotność.
Wyjątkowymi właściwościami zmęczeniowymi, nadającymi odporności na wymagające warunki pracy.
Optymalną drukowalnością w procesie SLM, zapewniającą precyzję i niezawodność.

Połączenie zaawansowanego projektowania DfAM (Design for Additive Manufacturing), inteligentnego oprogramowania i wysokiej jakości materiałów zapewnia wyprodukowanie wymiennika ciepła, który przewyższa tradycyjne rozwiązania pod każdym względem.

Zalety z wykorzystania druku 3D

Wymienniki te zostały wydrukowane przy użyciu systemu NXG XII 600, o polu roboczym 600x600x600mm i 12 laserach. Korzyści płynące z zastosowania technologii przyrostowych zostały zmierzone w laboratorium podczas testów wymienników. Wyniki robią wrażenie:

Do 40% wzrostu efektywności wymiany ciepła w porównaniu z tradycyjnymi konstrukcjami.
25% redukcji ogólnych rozmiarów przy zachowaniu równoważnej wydajności.
30% redukcji masy dzięki optymalizacji topologii.
Wydłużona żywotność dzięki redukcji koncentracji naprężeń termicznych.

Te ulepszenia przekładają się na realne korzyści dla branż, w których efektywność termiczna, rozmiar i masa są kluczowe, w tym lotnictwo, motoryzacja, produkcja energii i przetwórstwo przemysłowe.

W miarę jak przemysł stawia coraz wyższe wymagania dotyczące wydajności, redukcji masy i poprawy efektywności, druk 3D staje się kluczem do odblokowania rozwiązań nowej generacji w zarządzaniu ciepłem. Nasz Partner, Nikon SLM Solutions jest dumny, z faktu, iż stoi na czele tej technologicznej rewolucji, dostarczając innowacje, które zmieniają oblicze przemysłu i redefiniują możliwości produkcyjne.

Jeżeli interesują cię inne potencjalne aplikacje technologii druku 3D z metalu, to skontaktuj się z nami!