Wie AM die Grenzen des Wärmemanagements verschiebt: Einblicke von Michael Fuller, CEO von Conflux Technology

10. März 2025 | Lesedauer: 5 min

In einer kürzlich erschienenen Folge des Additive Snack Podcast setzte sich Gastgeber Fabian Alefeld mit Michael Fuller, dem Gründer und CEO von Conflux Technology, zusammen, um zu erkunden, wie die additive Fertigung (AM) die Wärmetauscherbranche verändert. Ihr Gespräch brachte wertvolle Einblicke in die technischen Herausforderungen, Marktchancen und die zukünftige Entwicklung dieser innovativen Anwendung der 3D-Drucktechnologie.

Von der Formel Eins zur Gründung von Conflux: Die Reise eines Ingenieurs

Michael Fullers Weg zur Gründung von Conflux wurde durch seine frühe Leidenschaft für den Motorsport geprägt. Im Alter von nur 12 Jahren schrieb er Briefe an Formel-1-Teams und fragte, wie er eines Tages mit ihnen zusammenarbeiten könnte. Auf ihren Rat hin absolvierte er ein Ingenieurstudium und verbrachte schließlich 15 Jahre in der europäischen Motorsportindustrie in der Formel 1, bei Langstreckenrennen in Le Mans und in der Rallye-Weltmeisterschaft.

Durch seine umfangreiche Erfahrung im Motorsport lernte Fuller zwei entscheidende Elemente kennen, die später bei der Gründung von Conflux eine Rolle spielen sollten:

• Herausforderungen bei der Wärmeübertragung: Rennfahrzeuge erzeugen enorme Wärmemengen, die für eine optimale Leistung effizient gehandhabt werden müssen.
• Frühe Einführung von AM: Die Motorsportindustrie war ein früher Anwender der Freiformfertigung und des Rapid Prototyping.

Eine entscheidende Erkenntnis kam, als Fuller erkannte, wie AM die Windkanal-Testzeit für Formel-1-Teams verlängern könnte. Durch den Einsatz des 3D-Drucks für komplexe Komponenten wie Bremskanäle - für die traditionell 60-80 Werkzeugteile pro Kurve benötigt wurden - konnten die Teams 2-3 Wochen zusätzliche Zeit für aerodynamische Tests gewinnen, ein Kompromiss, der den leichten Gewichtsnachteil der gedruckten Teile aufwiegt.

Nachdem er aus familiären Gründen nach Australien zurückgekehrt war, musste Fuller wegen eines gebrochenen Knöchels 10 Wochen lang zu Hause bleiben. In dieser Zeit entwarf er ein Wärmetauscherkonzept, das nur additiv hergestellt werden konnte, indem er die EOS M 280 eines Auftragsfertigungsunternehmens verwendete. Dieser Entwurf wurde zur Grundlage für Conflux Technology, das er 2014 gründete.

Die technischen Vorteile von additiven Wärmetauschern

Fuller erläuterte, dass die Leistung von Wärmetauschern in erster Linie anhand von drei Schlüsselkennzahlen bewertet wird:

• Effizienz der Wärmeübertragung: Wie effektiv das Gerät Wärme zwischen Flüssigkeiten überträgt.
• Druckverlust: Der Strömungswiderstand, der auftritt, wenn Flüssigkeiten durch den Wärmetauscher strömen.
• Gewicht/Verpackungsvolumen: Die physische Größe und Masse.

Traditionell sind diese Faktoren mit Kompromissen verbunden - eine höhere Wärmeübertragung bedeutet in der Regel einen höheren Druckverlust oder größere Abmessungen. AM ermöglichte es Conflux jedoch, diese Beschränkungen zu durchbrechen:

• Dreidimensionale Oberflächengeometrie mit hochauflösenden Merkmalen.
• Adaptive Geometrie, die sich im gesamten Gerät verändern kann, um den unterschiedlichen thermisch-physikalischen Eigenschaften beim Übergang von Flüssigkeiten von hohen zu niedrigen Temperaturen Rechnung zu tragen.
• Optimierte interne Strukturen, die eine effiziente Durchmischung ohne unnötige Strömungseinschränkung bewirken.

Leistungs-Kosten-Verhältnis: Die Herausforderung des Marktes

Obwohl die Leistungsvorteile der Wärmetauscher von Conflux überzeugend sind, sprach Fuller offen über die derzeitigen Marktgegebenheiten. Die Technologie des Unternehmens zielt noch nicht auf Anwendungen für den Massenmarkt wie Autokühler für Privatfahrzeuge ab. Stattdessen konzentriert sich das Unternehmen auf Anwendungen, bei denen die Leistung im Vordergrund steht und die Kosten zweitrangig sind, wie z. B. im Motorsport, in der Luft- und Raumfahrt, bei fortschrittlicher Luftmobilität und bei Raumfahrtsystemen.

Fuller nannte einen aufschlussreichen Vergleich: Ein Conflux-Wärmetauscher könnte ein Fünftel so groß sein wie eine herkömmliche Alternative, ist aber derzeit teurer. Ziel ist es, diesen Preisunterschied durch kontinuierliche Innovation und Produktionssteigerung vom "100-fachen auf das 10-fache" zu senken.

Die Herausforderung in der Fertigung: Präzision in großem Maßstab

Der Herstellungsprozess für diese komplexen Wärmetauscher stellt außergewöhnliche Herausforderungen dar. Fuller beschrieb die erforderliche Präzision:

• Wärmetauscher können bis zu 200.000 Lamellen enthalten
• Jede Flosse kann an mehreren Stellen mit röhrenartigen Strukturen verbunden sein, wodurch 400.000 Verbindungspunkte entstehen.
• Die gesamte Struktur wird Schicht für Schicht aus 10.000-15.000 Schichten aufgebaut.
• Ein einziges Nadelstichleck macht das gesamte Gerät unbrauchbar

Die Komplexität der Fertigung besteht nicht nur darin, diese Präzision einmal zu erreichen - es geht darum, sie in großem Maßstab zuverlässig zu erreichen. Dies erfordert ein tiefes Verständnis für:

• Materialeigenschaften bei dünnen Wandstärken (unter 500 Mikrometer) 
• Nichtlineare Reaktionen bei den mechanischen Eigenschaften, wie z. B. Dehnung, auf diesen Skalen 
• Speziell für Wärmetauschergeometrien optimierte Prozessparameter 
• Strenge Qualitätskontrollsysteme

Die Zukunft: Skalierung für mehr Wirkung

Der vielleicht ehrgeizigste Aspekt der Vision von Conflux ist der Plan, die Produktion drastisch zu erhöhen. Fuller skizzierte einen Fahrplan, um den Bedarf der Kunden an einer Großserienproduktion zu decken - möglicherweise bis zu 50.000 Einheiten jährlich bis 2028-2030.

Um dies zu erreichen, entwickelt Conflux einen "modularen zellenbasierten Ansatz" für die Produktion, der in der Nähe der Montagelinien der Kunden oder innerhalb ihrer Lieferketten eingesetzt werden könnte. Dieses System würde Folgendes umfassen:

• Zusammenführung der vorhandenen Technologien
• Maßgeschneiderte Maschinen für spezifische Produktionsanforderungen
• Ein Software-Betriebssystem zur Verwaltung der Benutzerauthentifizierung, des Schutzes des geistigen Eigentums und der kommerziellen Produktion

Ziel ist es, eine Blaupause" für die Produktion von Wärmetauschern zu schaffen, die das geistige Eigentum und das Know-how von Conflux nutzt, aber weltweit eingesetzt werden kann, um die Nachfrage der Kunden zu decken.

Marktanwendungen und Branchenübernahme

Die Technologie von Conflux findet in zahlreichen Branchen Anwendung:

• Motorsport: Ihr ursprünglicher Markt, auf dem Leistung an erster Stelle steht
• Automobilindustrie: Insbesondere bei der Entwicklung von Elektrofahrzeugen, obwohl die jüngsten Rückschläge in der Branche das Wachstum verlangsamt haben
• Fortschrittliche Luftmobilität: Ein im Entstehen begriffener, aber wachsender Markt mit erheblichen Entwicklungsaktivitäten
• Raum: Conflux arbeitet bereits sowohl mit großen OEMs als auch mit kleineren Zulieferern zusammen
• Industrielle Anwendungen: Einschließlich MRTs und - ironischerweise - einige AM-Maschinen

Fuller wies darauf hin, dass industrielle Anwendungen weniger Möglichkeiten bieten als der Verkehr und die Luft- und Raumfahrt, vor allem weil die Platzverhältnisse in vielen industriellen Umgebungen weniger kritisch sind.

Flexibilität als Wettbewerbsvorteil

Neben den reinen Leistungskennzahlen hob Fuller einen weiteren bedeutenden Vorteil des Conflux-Ansatzes hervor: Flexibilität in Design und Produktion. Im Gegensatz zu konventionellen Wärmetauschern, die bei Konstruktionsänderungen oft erhebliche Umrüstungen erfordern, kann Conflux Konstruktionen schnell iterieren und anpassen.

Diese Flexibilität manifestiert sich in zwei Hauptangeboten:

• Konfigurierbare Produktfamilien: Vorentwickelte Designs, die mit minimalen einmaligen Entwicklungskosten schnell an spezifische Kundenanforderungen angepasst werden können 
• Vollständig maßgeschneiderte Lösungen: Komplette Entwicklungsprogramme für einzigartige Anwendungen mit extremen Anforderungen

Der Weg nach vorn: Herausforderungen und Chancen

Während Conflux weiter reift, muss das Unternehmen bei den Investitionen in Forschung und Entwicklung ein Gleichgewicht zwischen Leistungsverbesserung und Kostensenkung finden. Das Unternehmen muss die Materialien auf der Grundlage der technischen Anforderungen und der Marktnachfrage sorgfältig auswählen und für jedes neue Material eine strenge Charakterisierung und Prozessentwicklung durchführen.

Die Skalierung der Produktion zur Deckung des künftigen Bedarfs bleibt ihre größte Herausforderung, aber auch ihre größte Chance. Durch die Entwicklung von Produktionssystemen, die weltweit eingesetzt werden können, will Conflux die Herstellung von Wärmetauschern verändern und ihre Hochleistungslösungen in großem Maßstab verfügbar machen.

Wie Fuller abschließend feststellte, geht es dabei nicht nur um die Entwicklung besserer Wärmetauscher, sondern auch um die "Skalierung der Wirkung".

Der Weg von der Idee eines Formel-1-Ingenieurs zu einem globalen Fertigungskonzept ist ehrgeizig, aber Conflux Technology scheint gut positioniert zu sein, um diesen Wandel im Wärmemanagement anzuführen.

Weitere Einblicke von Michael Fuller und die Zukunft der additiven Fertigung für Wärmetauscher finden Sie in der vollständigen Folge des Additive Snack Podcast.