Scambiatore di calore stampato in 3D

Il trasferimento di calore è una sfida onnipresente che è al centro della Prima Legge della Termodinamica. Uno scambiatore di calore, in parole povere, è un dispositivo che trasferisce efficacemente il calore tra due (o più) fluidi, tipicamente liquido-liquido, liquido-gas, gas-gas o fluidi multipli. Si trovano in prodotti come i condizionatori d'aria e i motori delle automobili. Un vantaggio pratico di questi dispositivi è il recupero di energia. Ma ce ne sono molti altri: si tratta di una tecnologia complessa con ampie applicazioni. I progetti e i metodi di produzione degli scambiatori di calore si sono evoluti con le tecnologie prevalenti disponibili e, di conseguenza, sono stati limitati da tali tecnologie. Il fondatore e CEO di Conflux, Michael Fuller, ha trascorso più di dieci anni come ingegnere nel settore delle corse automobilistiche .

Gli scambiatori di calore devono operare in ambienti difficili. Pertanto, si cercano componenti più piccoli e più efficienti, ma i metodi di produzione substrattivi hanno raggiunto i loro limiti. Michael Fuller ha visto i vantaggi rapidi e trasfomativi della stampa 3D e ha infine identificato la produzione additiva come tecnologia abilitante per la prossima generazione di scambiatori di calore. È stato possibile ottenere geometrie altamente complesse con densità di superficie fino ad allora irraggiungibili e prestazioni di scambio termico convincenti. E tutto questo in volumi efficienti. Questi componenti potrebbero avere un effetto drammatico sugli sviluppi futuri, come auto da corsa e aerei più leggeri. Queste opportunità fondamentali si ampliano quando le funzioni vengono integrate e si realizza una produzione simultanea multivariata. Michael Fuller è stato incaricato di portare questa idea dal concetto, alla progettazione, al prototipo, al prodotto utilizzando la stampa 3D industriale.

Lo scambiatore di calore Conflux ^CoreTM è stato confrontato con un parametro di riferimento di Formula 1. Young Calibrations, un laboratorio certificato UKAS nel Regno Unito, fornisce servizi di calibrazione accreditati e servizi di test di fluidi termici e componenti, e ha testato il prodotto di Conflux. I risultati (vedi fig.1) sottolineano il radicale miglioramento che Conflux ha ottenuto con il suo scambiatore di calore stampato in 3D. L'AM ha permesso a Conflux di progettare geometrie interne che hanno aumentato radicalmente la superficie in un determinato volume. Questo ha triplicato la reiezione termica. Allo stesso tempo, la caduta di pressione è stata ridotta di due terzi. Inoltre, l'AM ha permesso di progettare uno scambiatore di calore compatto e nuovo, riducendone la lunghezza di 55 mm rispetto a un modello di riferimento della F1. In questo modo è stato eliminato anche il 22% del peso. La flessibilità di progettazione offerta dall'AM consente un posizionamento ottimale all'interno del veicolo e permette anche di fondere i componenti, riducendo il numero complessivo di parti.