Échangeur de chaleur imprimé en 3D

Le transfert de chaleur est un défi omniprésent qui est au cœur de la première loi de la thermodynamique. Un échangeur de chaleur, en termes simples, est un dispositif qui transfère efficacement la chaleur entre deux (ou plusieurs) fluides, généralement un liquide-liquide, un liquide-gaz, un gaz-gaz ou plusieurs fluides. On les trouve dans des produits tels que les climatiseurs et les moteurs de voiture. L'un des avantages pratiques de ces dispositifs est la récupération d'énergie. Il en existe de nombreux autres - il s'agit d'une technologie complexe aux applications multiples. Les conceptions et les méthodes de fabrication des échangeurs de chaleur ont évolué avec les technologies disponibles et, par conséquent, ont été limitées par ces technologies. Le fondateur et PDG de Conflux, Michael Fuller, a passé plus de dix ans en tant qu'ingénieur dans l'industrie de la course automobile .

Dans ce cas, les échangeurs de chaleur doivent fonctionner dans des environnements difficiles. C'est pourquoi des composants plus petits et plus efficaces sont recherchés, mais les méthodes de fabrication soustractives ont atteint leurs limites. Michael Fuller a vu les avantages rapides et transfomatifs de l'impression 3D et a finalement identifié la fabrication additive comme une technologie habilitante pour la prochaine génération d'échangeurs de chaleur. Des géométries très complexes avec des densités de surface jusqu'à présent inatteignables, permettant d'obtenir des performances d'échange thermique convaincantes, pourraient être réalisées. Et ce, dans des volumes efficaces. De tels composants pourraient avoir un effet spectaculaire sur les développements futurs, tels que l'allègement des voitures de course et des avions. Ces possibilités fondamentales sont élargies lorsque les fonctions sont intégrées et qu'une production simultanée multi-variante est réalisée. Michael Fuller a été chargé de faire passer cette idée du concept à la conception, au prototype et au produit en utilisant l'impression 3D industrielle.

L'échangeur de chaleur Conflux ^CoreTM a été comparé à une référence de Formule 1. Young Calibrations, un laboratoire britannique certifié UKAS, fournit des services d'étalonnage accrédités et des services d'essai des fluides thermiques et des composants, et a testé le produit de Conflux. Les résultats (voir fig.1) soulignent l'amélioration radicale obtenue par Conflux avec son échangeur de chaleur imprimé en 3D. FA a permis à Conflux de concevoir des géométries internes qui augmentent radicalement la surface dans un volume donné. Cela a permis de tripler le rejet de chaleur thermique. Dans le même temps, la chute de pression a été réduite de deux tiers. En outre, FA a permis de concevoir un échangeur de chaleur compact et nouveau, réduisant sa longueur de 55 mm par rapport à la référence F1. En fin de compte, cela permet également d'éliminer 22 % du poids. La souplesse de conception offerte par FA permet un placement optimal à l'intérieur d'un véhicule et la fusion de composants, ce qui réduit le nombre total de pièces.