看GE通過3D打印重新定義熱交換器?

魔猴君  行業資訊   2251天前

GE開發了新型的熱交換器，這種熱交換器是通過3D打印-3D打印方式來制造的。該熱交換器包括多個3D打印方法，使流體通道尺寸較小，具有較薄的壁而形成的流體通路，以及具有錯綜復雜的形狀，這些熱交換器使用先前傳統的制造方法沒有辦法制造出來。

更薄

帶來更高的效益

傳統的熱交換器包括大量的流體通道，每個流體通道使用板、棒、箔、翅片、歧管等的一些組合形成。這些部件中的每一個必需單獨定位，定向并連接到支撐構造，例如，通過釬焊、焊接或其他連接方法。

例如，用于燃氣渦輪引擎的一個特定熱交換器包括250個部件，這些部件必需組裝成單個不透流體的部件。與這種熱交換器的組裝相關的制造時間和成本非常高并且流體通道之間或來自熱交換器的流體具有泄漏的可能性，這種可能性通常由于形成的接頭的數量而增加。另外，傳統制造工藝還限制了熱交換器中的熱交換特征的數量，尺寸和配置。

GE通過3D打印重新定義了熱交換器。例如，流體通道可以是曲線的，并且可以包括小于0.25mm厚的熱交換翅片，并且形成為每cm多于十二個熱交換翅片的翅片比重。另外，熱交換翅片可以相對于流體通道的壁成角度，并且相鄰的翅片可以相對于彼此偏移。 這種熱交換結構可以類似地用于汽車，航空，海事和其他工業中，以幫助流體之間的熱傳遞。

3D打印技術允許整體制造非常薄的翅片，例如具有介于約0.10mm和5.08mm之間厚度的翅片。制造極薄翅片的能力也使得能夠制造熱交換器具有非常大的熱交換特征比重。熱交換器可以包括薄壁（小于0.76mm），窄通道和新穎的熱交換特征。所有這些特征可能十分復雜，以最大化熱傳遞效果，并使熱交換器的尺寸或占地面積最小化。除此之外，3D打印工藝使得能夠制造具有不同材料，特定傳熱系數或所需表面紋理的結構，可以增強或限制通過通道的流體流動。

意味著更高效

熱交換器的外部輪廓可以是正方形、圓形、曲線形或任何其他合適的形狀，以緊密地配合到燃氣渦輪引擎中的空間中，或者是更符合空氣動力學。另外，熱交換器內的流體供應通道可以是任何合適的尺寸或構造，并且可以包括獨特的輪廓，更薄的壁，更小的通道高度，以及更復雜的熱交換特征。利用3D打印工藝，可以通過表面光潔度和通道尺寸以改善通過通道的流體流動，改善通道內的熱傳遞等。

例如，可以通過以下方式調整表面光潔度（例如，使其更光滑或更粗糙）。在3D打印過程中選擇合適的激光參數，可以通過增加激光掃描速度或粉末層的厚度來實現更粗糙的光潔度，并且可以通過降低激光掃描速度或粉末層的厚度來實現更光滑的光潔度。還可以改變掃描圖案和/或激光功率以改變所選區域中的表面光潔度。

值得注意的是，更光滑的表面可以促進更快的流體流過熱交換器通道，而較粗糙的表面可以促進流體的湍流和增加的熱傳遞。

來源：3D科學谷