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3D打印技术

透視SLM 三维打印技术性怎样生产制造针翅热管热交换器


发布日期:2020-11-27 来源: 凌云3D


换热器-热交换器从涡轮机的涡轮发动机排气管中获取发热量,并运用该发热量在流过燃烧机以前加热离去柴油发动机制冷压缩机的气体。小型涡轮机的换热器,像很多别的热交换器一样,换热器能够选用各种不同的方法来生产制造,可是传统式方法生产制造的典型性的换热器是纤焊或电焊焊接的板翅式,在其中翅片能够是传统式的直翅或波浪状翅片,销翅片或网状结构翅片。

热交换器特别适合根据增材制造的方法来生产制造,但是一个吸引人的或创成式式的设计方案自身通常是不足的。依据销售市场观查,这在其中还包含对热传导/流体动力学的基本概念的把握,对热液体仿真模拟和AM-增材制造全过程的深刻领会和融合,它是获得站得住脚的竞争結果所必不可少的。

SES换热器专利

SES换热器专利权,来源于:USTPO

繁杂的设计方案三维造

小型涡轮发动机在轿车、国防安全、航天航空、绿色能源等行业具备普遍的潜在性运用。殊不知,这类发展潜力在非常大水平上并未完成,一方面因为同流换热器的高成本费,并且换热器的规格和净重会产生一定的不好危害。

传统式方法生产制造的目前的同流换热器,尤其是高溫同流换热器的另一个难题是欠缺牢固性,它是因为斜角和矩形框接缝处的热疲惫和地应力而致,而纤焊和大部分别的联接方式难以避免地造成了这类疲惫和地应力。

传统式换热器和别的热交换器的另一个难题是,在小型涡轮发动机中,传热液体的来源于(在制冷压缩机的出入口和发动机燃烧室的通道)很有可能距离一定间距。这代表着很有可能必须很多的进气支管,这大大增加了容积、净重和成本费,还造成 了热学损害。因为热交换器以及进气支管的容积大,他们的部位很有可能是是非非最好的,进而造成 高效率的进一步减少。

热管能够以各种各样方法生产制造,非常简单的是,热管能够选用管的方式,在管内插进网状结构套筒规格方式的芯。复合型灯芯可包括好几个原素:比如,具备小圆孔的煅烧原材料可出示驱动器毛细作用力,而具备很大张口的安全通道可出示更高的液体总流量且液体磨擦较小。伴随着增材制造方式的发展趋势,尤其是选区激光器熔融金属材料三维打印技术性(SLM)的发展趋势,如今早已根据三维打印技术性立即搭建针翅式热交换器。

更轻、更紧凑型、更高效率

依据三维科学研究谷的市场调研,Sustainable Engine Systems有限责任公司开发设计了一种热交换器,在其中,热交换器的一部分或所有由一个或好几个热管替代。这显着提升了热交换器的不一样构件的导热系数,并容许减少规格,净重和成本费。

根据增材制造技术性,尤其是选区激光器熔融金属材料三维打印技术性(SLM)来完成这类热交换器的生产制造,以热管方式的针状翅片替代了基本针状翅片平板式热交换器中的针状翅片。当今的针翅式热交换器适用各式各样的热管类型,包含控制回路热管、毛细血管泵热管、脉动饮料热管、可变性导电率热管、转动热管和吸咐热管。

SES换热器专利

SES换热器专利权,来源于:USTPO

一般热空调蒸发器一部分的端部下与挡板热触碰,挡板的另一侧与较冷的液体触碰,存有空调蒸发器特性很有可能降低的风险。根据选区激光器熔融金属材料三维打印技术性(SLM)使销翅片热管的顶端慢慢变窄以降低与挡板的热传导触碰,另外保持良好的触碰以用以紧密连接和抗压强度目地,能够将这类危害降到最低。

除此之外在过半数翅片热管中,空调蒸发器将坐落于冷却器上边,这很有可能造成 导热性比得上在空调蒸发器坐落于冷却器正下方的翅片热管中完成的热传导特性差,由于对毛细作用力欠缺作用力輔助。在这种状况下,根据选区激光器熔融金属材料三维打印技术性(SLM)能够调节销翅片热管的2个方位的相对性占比和/或规格来赔偿热交换器特性的差别,每一个针状翅片是单独的热管。

SES换热器专利

SES针翅式换热器专利权,来源于:USTPO

针状翅片热管的空调蒸发器和冷却器一部分能够是锥型的,根据这种方式,能够减少全部热管的规格,净重和成本费,这类设计方案也具备热传导和损耗的优势。针状翅片热管慢慢变窄能够产生更高的翅片高效率,而不容易像传统式的针状翅片相近的几何图形样子转变而造成 规格和净重提升。

SES换热器专利

SES针翅式换热器专利权,提升负责人和针翅式热管中间的衔接地区的容积。来源于:USTPO

更小、更轻、更划算

SLM是一种便捷且经济发展高效率的方式,可很多生产制造该类针翅式热管。事后的生产加工包含根据根据充放电生产加工或别的方法。在这些方面机械加工制造公司GF生产加工计划方案与三维 Systems打造出了工厂自动化的新理念,包含增材制造零件制图软件,三维打印机,原材料和自动化技术原材料解决,充放电生产加工(EDM)机器设备,切削机器设备及其别的优秀后处理工艺技术性。

选区激光器熔融金属材料三维打印技术性(SLM)产生了构造一体化的生产加工便捷性,在针翅式热管设计方案版本号中,挡板和针翅式热管能够集成化在单独构造中,进而清除了一切电焊焊接或纤焊的要求。

来源于每一个针状翅片空调蒸发器的蒸气流,与进到液體的蒸气的流动性方位反过来,从针状翅片空调蒸发器管的管理中心向龌龊,根据同样的孔进到主热管管,并集聚成一个一条很大的蒸汽流越过负责人,随后按一切正常方法顺着隔热段流入冷却器,在冷却器中,液體和蒸汽流各自有类似的分派和集聚。

将长短适度转变的针翅式空调蒸发器布局在小型涡轮发动机的环形出入口,潜在性益处包含降低传统式高溫热交换器设计方案中原有的焊接应力难题;降低乃至清除进气支管;降低液体磨擦;根据更提升的设计方案提升 系统软件紧凑型性。

SLM针翅式换热器还降低乃至清除了SLM构造原有的除粉难题。针对直徑低于1毫米的极低的管路及其繁杂的内部构造,在这类状况下,难以乃至不太可能确保已消除全部不必要的粉末状顆粒,假如将这种粉末状顆粒(比如,同流换热器)传至制冷压缩机或涡轮发动机,很有可能会毁坏叶子或涡轮增压,很有可能会导致严重危害。

而针对SLM热管,疏松粉末状很有可能残余的室内空间被密封性在热管內部,没法抵达一切健身运动构件,不容易对热管特性造成不好的危害。

这类设计方案提升了加温液体和制冷液体与热管工作中液体中间的关键立即热传导面积。相反,热管外界需要的主次面积将降低,进而使全部系统软件越来越更小,更加轻和更划算。


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