Nowa generacja technologii wymiany ciepła dzięki przemysłowemu drukowi 3D

Źródło zdjęcia: https://amfg.ai/

Zwiększenie wydajności wymiennika ciepła przy jednoczesnym zmniejszeniu wagi

Transfer ciepła jest powszechnym wyzwaniem, które leży u podstaw Pierwszej Zasady Termodynamiki. Kluczowym zadaniem wymiennika ciepła jest efektywne przenoszenie energii cieplnej pomiędzy dwoma lub więcej płynami – cieczą lub gazem. Wymiana ciepła jest zagadnieniem inżynieryjnym obecnym w wielu branżach – od przemysłu motoryzacyjnego, przez lotnictwo, aż po sektor energetyczny. Można je znaleźć w produktach takich jak klimatyzatory czy silniki samochodowe. Jednym z praktycznych zastosowań takich urządzeń jest odzysk energii. Wyzwania związane z wymiennikami ciepła są złożone i mają szerokie zastosowanie. Projektowanie i metody wytwarzania wymienników ciepła ewoluowały wraz z dostępnymi technologiami, a tym samym były ograniczone przez technologie konwencjonalne, takie jak odlewanie czy obróbka skrawaniem.
 
Michael Fuller, założyciel i CEO Conflux Technology, dostrzegł w tym ogromny potencjał dla innowacji. Pracując wcześniej w branży wyścigów samochodowych, gdzie wymienniki ciepła muszą działać w ekstremalnych warunkach, Fuller zauważył, że tradycyjne metody produkcji nie pozwalają na osiągnięcie maksymalnych parametrów efektywności. Obróbka ubytkowa osiągnęła swoje granice, a potrzeba stworzenia lżejszych i bardziej wydajnych komponentów stała się coraz bardziej paląca. To właśnie w tym momencie Fuller zrozumiał, że druk 3D jest kluczem do opracowania nowej generacji wymienników ciepła. Geometrie o wysokiej złożoności z dotąd nieosiągalnymi gęstościami powierzchni pozwoliły uzyskać imponującą wydajność termiczną w kompaktowych objętościach.
 

Wytwarzanie przyrostowe przy użyciu EOS M290 i EOS Aluminium AlSi10Mg

Rozwiązaniem dla Conflux Technology stały się systemy druku 3D od EOS GmbH, które oferują zaawansowane możliwości produkcji skomplikowanych geometrii. Współpraca z EOS pozwoliła firmie na szybkie przeprowadzenie prototypowania i opracowanie gotowego produktu w rekordowo krótkim czasie.
 
Dzięki technologii druku 3D możliwe było stworzenie wymiennika o niespotykanej wcześniej gęstości powierzchni wymiany ciepła. Poprzez optymalizację ścieżek przepływu cieczy oraz integrację złożonych struktur 3D, zespół Conflux mógł zaprojektować komponenty o znacznie lepszych parametrach niż te wytwarzane tradycyjnymi metodami.
 
Wspierając się oprogramowaniem do modelowania przepływów CFD (Computational Fluid Dynamics) oraz zaawansowanymi narzędziami do analizy wytrzymałości (FEA – Finite Element Analysis), możliwe było precyzyjne przewidywanie zachowań cieplnych i mechanicznych nowego wymiennika jeszcze na etapie projektowania. W ten sposób Conflux, przy wsparciu EOS, osiągnął znaczącą redukcję wagi komponentu przy jednoczesnym zwiększeniu jego wydajności.
 

Niezwykłe wyniki – jak Conflux Core™ zmienił standardy

Testy przeprowadzone przez Young Calibrations, akredytowane laboratorium w Wielkiej Brytanii, potwierdziły, że nowy wymiennik ciepła Conflux Core™ przewyższał standardy używane w wyścigach Formuły 1. W porównaniu do benchmarku, produkt opracowany przez Conflux trzykrotnie zwiększył wydajność odprowadzania ciepła przy jednoczesnym zmniejszeniu spadku ciśnienia o dwie trzecie. Dodatkowo, kompaktowy projekt pozwolił na redukcję długości wymiennika o 55 mm, co bezpośrednio przełożyło się na redukcję jego wagi o 22%.
 
Osiągnięcia te są wynikiem zastosowania technologii druku 3D DMLS (przetopu laserowego proszków metalowych) oraz pełnej integracji projektowania z metodami addytywnymi, co pozwoliło na optymalizację komponentów i eliminację wielu etapów produkcji. Integracja podzespołów w jednym wydruku eliminuje konieczność montażu, co znacząco zmniejsza liczbę punktów awarii oraz skraca czas realizacji. Druk 3D pozwolił również na zaprojektowanie wymienników, które mogą być lepiej dostosowane do specyficznych przestrzeni w pojazdach, co jest kluczowe zarówno w motoryzacji, jak i w lotnictwie.
 

Wykorzystanie technologii w różnych branżach

Wymienniki ciepła Conflux Core™ znalazły swoje zastosowanie w wielu sektorach, od motoryzacji i lotnictwa po przemysł naftowy, gazowy oraz przetwórstwo chemiczne. W każdej z tych branż, technologia druku 3D umożliwiła tworzenie bardziej wydajnych, lżejszych i łatwiejszych w instalacji komponentów.
 
W lotnictwie, gdzie kluczowa jest redukcja wagi, nowe wymienniki ciepła przyczyniają się do zmniejszenia zużycia paliwa, co ma bezpośrednie przełożenie na koszty operacyjne. Z kolei w motoryzacji, szczególnie w wyścigach, wydajność cieplna oraz redukcja wagi komponentów są kluczowe dla osiągania lepszych wyników na torze.
 
Conflux Technology nie zatrzymuje się jednak na jednym rozwiązaniu. Firma posiada rozbudowany pipeline badawczo-rozwojowy, który stale rozwija technologię i rozbudowuje swoje portfolio patentowe. Dzięki zaangażowaniu w badania i rozwój, Conflux jest w stanie dostarczać rozwiązania odpowiadające na najbardziej wymagające potrzeby swoich klientów.
 

BIBUS MENOS – Twój partner w drodze do sukcesu

Jako dystrybutor technologii EOS w Polsce, BIBUS MENOS odgrywa kluczową rolę w dostarczaniu nowatorskich rozwiązań przemysłowych druku 3D do polskich firm. Nasza współpraca z EOS GmbH umożliwia nam dostarczanie zaawansowanych technologii, które rewolucjonizują sposób, w jaki projektowane i produkowane są skomplikowane komponenty.
 
W BIBUS MENOS stawiamy na współpracę z klientami w celu opracowania indywidualnych rozwiązań, które pomogą zoptymalizować ich procesy produkcyjne. Nasze doświadczenie w implementacji technologii druku 3D, w połączeniu z wiedzą ekspertów EOS, pozwala nam oferować kompleksowe wsparcie – od doradztwa technicznego, przez dostawę sprzętu, aż po serwis i szkolenia. Nasza misja to wspieranie rozwoju polskich firm poprzez dostarczanie innowacyjnych rozwiązań, które zwiększają ich konkurencyjność na rynku globalnym.