Come l'AM spinge i confini della gestione termica: Le intuizioni di Michael Fuller, CEO di Conflux Technology
10 marzo 2025 | Tempo di lettura: 5 min
In un recente episodio dell'Additive Snack Podcast, il conduttore Fabian Alefeld ha incontrato Michael Fuller, fondatore e CEO di Conflux Technology, per esplorare come la produzione additiva (AM) stia trasformando il settore degli scambiatori di calore. Dalla conversazione sono emerse preziose indicazioni sulle sfide tecniche, le opportunità di mercato e la traiettoria futura di questa innovativa applicazione della tecnologia di stampa 3D.
Dalla Formula Uno alla fondazione di Conflux: Il viaggio di un ingegnere
Il percorso di Michael Fuller verso la fondazione di Conflux è stato segnato dalla sua passione per gli sport motoristici. A soli 12 anni, scrisse delle lettere ai team di Formula Uno chiedendo come avrebbe potuto lavorare con loro. Seguendo il loro consiglio, si è laureato in ingegneria e alla fine ha trascorso 15 anni nel settore degli sport motoristici europei tra Formula Uno, gare di resistenza a Le Mans e Campionato del Mondo di Rally.
Questa vasta esperienza negli sport motoristici ha fatto conoscere a Fuller due elementi critici che in seguito avrebbero influenzato la creazione di Conflux:
- Le sfide del trasferimento di calore: I veicoli da corsa generano enormi quantità di calore che devono essere gestite in modo efficiente per ottenere prestazioni ottimali.
- Adozione precoce dell'AM: Il settore degli sport motoristici è stato uno dei primi ad adottare la fabbricazione a forma libera e la prototipazione rapida.
Una realizzazione fondamentale è avvenuta quando Fuller ha capito come l'AM potesse allungare i tempi dei test in galleria del vento per i team di Formula Uno. Utilizzando la stampa 3D per componenti complessi come i condotti dei freni, che tradizionalmente richiedevano 60-80 pezzi di utensili per ogni angolo, i team potevano guadagnare 2-3 settimane in più di tempo per i test aerodinamici, un compromesso che superava la leggera penalizzazione in termini di peso delle parti stampate.
Dopo essere tornato in Australia per motivi familiari, una caviglia rotta ha lasciato Fuller a casa per 10 settimane. Durante questo periodo, ha progettato un concetto di scambiatore di calore che poteva essere prodotto solo in modo additivo, utilizzando l'EOS M 280 di una società di produzione a contratto. Questo progetto è diventato la base di Conflux Technology, che ha fondato nel 2014.
I vantaggi tecnici degli scambiatori di calore additivi
Fuller ha spiegato che le prestazioni degli scambiatori di calore vengono valutate principalmente in base a tre parametri chiave:
- Efficienza del trasferimento di calore: L'efficacia del dispositivo nel trasferire il calore tra i fluidi.
- Caduta di pressione: La resistenza al flusso incontrata durante il passaggio dei fluidi attraverso lo scambiatore.
- Peso/volume dell'imballaggio: Le dimensioni fisiche e la massa.
Tradizionalmente, questi fattori comportano dei compromessi: un trasferimento di calore più elevato significa in genere una maggiore perdita di carico o dimensioni maggiori. Tuttavia, l'AM ha permesso a Conflux di superare questi vincoli:
- Geometria tridimensionale della superficie con caratteristiche ad alta risoluzione.
- Geometria adattiva che può cambiare in tutto il dispositivo per tenere conto delle diverse proprietà termofisiche durante la transizione dei fluidi dalle alte alle basse temperature.
- Strutture interne ottimizzate che inducono una miscelazione efficiente senza inutili restrizioni di flusso.
Rapporto prestazioni/costi: La sfida del mercato
Sebbene i vantaggi in termini di prestazioni degli scambiatori di calore di Conflux siano convincenti, Fuller ha parlato con franchezza delle attuali realtà del mercato. La tecnologia dell'azienda non è ancora destinata ad applicazioni di massa, come i radiatori per veicoli di consumo. L'azienda si concentra invece su applicazioni in cui i vincoli di prestazione sono fondamentali e il costo è secondario, come negli sport motoristici, nel settore aerospaziale, nella mobilità aerea avanzata e nei sistemi spaziali.
Fuller ha condiviso un paragone rivelatore: uno scambiatore di calore Conflux potrebbe essere un quinto delle dimensioni di un'alternativa convenzionale, ma attualmente ha un prezzo più alto. L'obiettivo è quello di ridurre questo differenziale di prezzo da "100x a 10x" attraverso la continua innovazione e lo scalaggio della produzione.
La sfida della produzione: Precisione su scala
Il processo di produzione di questi complessi scambiatori di calore presenta sfide straordinarie. Fuller ha descritto la precisione richiesta:
- Gli scambiatori di calore possono contenere fino a 200.000 alette.
- Ogni pinna potrebbe collegarsi a strutture simili a tubi in più punti, creando 400.000 punti di connessione.
- L'intera struttura è costruita strato per strato su 10.000-15.000 strati.
- Una singola perdita da puntura di spillo rende inutilizzabile l'intero dispositivo
La complessità della produzione non consiste solo nell'ottenere questa precisione una volta sola, ma anche nell'ottenerla in modo affidabile su scala. Ciò richiede una profonda comprensione di:
- Proprietà del materiale a spessori sottili (inferiori a 500 micron)
- Le risposte non lineari delle proprietà meccaniche, come l'allungamento, a queste scale
- Parametri di processo ottimizzati specificamente per le geometrie degli scambiatori di calore
- Sistemi di controllo qualità rigorosi
Il futuro: Scalare per l'impatto
Forse l'aspetto più ambizioso della visione di Conflux è il piano di scalare la produzione in modo drastico. Fuller ha delineato una tabella di marcia per soddisfare le esigenze dei clienti in termini di produzione di alti volumi, potenzialmente fino a 50.000 unità all'anno entro il 2028-2030.
Per raggiungere questo obiettivo, Conflux sta sviluppando un "approccio modulare basato su celle" alla produzione che potrebbe essere implementato vicino alle linee di assemblaggio dei clienti o all'interno delle loro catene di fornitura. Questo sistema comprende:
- Aggregazione di tecnologie esistenti
- Macchine progettate su misura per esigenze produttive specifiche
- Un sistema operativo software per gestire l'autenticazione degli utenti, la protezione della proprietà intellettuale e la produzione commerciale.
L'obiettivo è creare un "progetto" per la produzione di scambiatori di calore che sfrutti la proprietà intellettuale e l'esperienza di Conflux, ma che possa essere distribuito a livello globale per soddisfare la domanda dei clienti.
Applicazioni di mercato e adozione del settore
La tecnologia di Conflux ha trovato applicazione in diversi settori:
- Motorsport: Il loro mercato d'origine, dove le prestazioni sono fondamentali
- Automotive: In particolare nello sviluppo di veicoli elettrici, anche se le recenti flessioni del settore hanno rallentato la crescita.
- Mobilità aerea avanzata: Un mercato nascente ma in crescita con una significativa attività di sviluppo
- Spazio: Conflux sta già lavorando sia con i grandi OEM che con i fornitori più piccoli.
- Applicazioni industriali: Tra cui le risonanze magnetiche e, ironia della sorte, alcune macchine AM.
Fuller ha osservato che le applicazioni industriali presentano meno opportunità rispetto ai trasporti e all'aerospaziale, soprattutto perché i vincoli di spazio sono meno critici in molti contesti industriali.
La flessibilità come vantaggio competitivo
Oltre alle metriche di prestazione pura, Fuller ha evidenziato un altro vantaggio significativo dell'approccio di Conflux: la flessibilità nella progettazione e nella produzione. A differenza degli scambiatori di calore convenzionali, che spesso richiedono un significativo riattrezzamento per le modifiche al progetto, Conflux è in grado di iterare e personalizzare rapidamente i progetti.
Questa flessibilità si manifesta in due offerte principali:
- Famiglie di prodotti configurabili: Progetti pre-sviluppati che possono essere rapidamente adattati alle esigenze specifiche dei clienti con costi di progettazione minimi e non ricorrenti.
- Soluzioni completamente personalizzate: Programmi di sviluppo completi per applicazioni uniche con requisiti estremi
Il cammino verso il futuro: Sfide e opportunità
Con la continua maturazione di Conflux, l'azienda deve bilanciare gli investimenti in ricerca e sviluppo tra il miglioramento delle prestazioni e la riduzione dei costi. Deve selezionare con cura i materiali in base ai requisiti tecnici e alla domanda del mercato, sottoponendo a una rigorosa caratterizzazione e allo sviluppo dei processi ogni nuovo materiale adottato.
Scalare la produzione per soddisfare la domanda futura rimane la sfida più importante, ma anche la più grande opportunità. Sviluppando sistemi di produzione che possono essere distribuiti a livello globale, Conflux mira a trasformare la produzione di scambiatori di calore e a rendere disponibili su scala le proprie soluzioni ad alte prestazioni.
Come ha concluso Fuller, non si tratta solo di creare scambiatori di calore migliori, ma di "scalare per ottenere un impatto".
Il viaggio dall'idea di un ingegnere di Formula Uno a un progetto di produzione globale è ambizioso, ma Conflux Technology sembra ben posizionata per guidare questa trasformazione nella gestione termica.
Per ulteriori informazioni su Michael Fuller e sul futuro della produzione additiva per gli scambiatori di calore, ascoltate l'episodio completo dell'Additive Snack Podcast.
