Problēmas ar klasisko siltummaiņu izgatavošanu
Ierobežota brīvība dizainā
Liešana, metināšana un cietlodēšana ir daži no tradicionālo siltummaiņu izgatavošanas pamatiem. Šīm paņēmieniem ir daudz grūtību veidot sarežģītas ģeometriskas formas, piemēram, interjera kompleksu kanālu arhitektūru, mazu kanālu platuma un unikālas virsmas funkcijas iegūšana. Piemēram, caurules saišķu izvietošanas veids un plūsmas kanālu forma caurulēs apvalka un caurules siltummaiņos ierobežo apstrādes tehnoloģija. Tas apgrūtina tos vislabākajā veidā, pamatojoties uz šķidruma plūsmas īpašībām, kas apgrūtina siltuma pārneses efektivitātes uzlabošanu vēl vairāk.
Problēmas ar optimizāciju struktūru
Lai siltummainis darbotos labāk, ir jāuzlabo tā struktūra. Piemēram, siltuma pārneses laukumam jābūt lielākam, un šķidruma plūsmas stāvoklim jābūt labākam. Bet siltummaiņu pagatavošana ar sarežģītām iekšējām struktūrām, izmantojot tradicionālās metodes, ir ne tikai dārgi, bet arī ilgu laiku. Piemēram, plāksnes spuras siltummaiņa spuras struktūra var padarīt siltuma pārneses laukumu lielāku, taču ir grūti pareizi pārvaldīt spuru formu un atstatumu ar tipiskām ražošanas metodēm. Tas padara siltummainim darbību mazāk labi.
Materiālu zema izmantošana
Tradicionālajā ražošanā procesa laikā ir jānoņem daudz materiālu, kas nozīmē, ka materiāls netiek izmantots ļoti labi. Tas ne tikai paaugstina ražošanas izmaksas, bet arī izšķiež resursus. Piemēram, griešanas procesa dēļ tiek tērēts daudz metālu, veidojot lielus siltummaiņus. Atbrīvošanās no atkritumu materiāliem rada arī nelielu stresu videi.
Ieguvumi no metāla 3D drukāšanas izmantošanas, lai izgatavotu siltummaiņus, kas darbojas labi
Ļoti elastīgas dizaina iespējas
Metāla 3D drukāšanai tiek izmantoti datora - Ademed Design (CAD) modeļi, lai izveidotu siltummaiņus ar praktiski sarežģītu formu. Dizaineri var izgatavot siltummaiņus ar dažādām iekšējo plūsmas kanālu struktūrām atkarībā no tā, kā plūst šķidrumi un cik daudz siltuma ir jāmaina. Piemēram, siltummaiņus ar plūsmas kanāliem, kas ir spirālveida, viļņoti vai sazaroti, var izgatavot, lai šķidruma plūsmas process būtu turbulents, kas paaugstinās siltuma pārneses koeficientu. Arī uz siltummaiņa virsmas var izgatavot mazus izciļņus vai kritumus, lai šķidrums plūsmu būtu neregulārāks un padarītu siltuma pārnešanu vēl labāku.
Pareiza strukturālā optimizācija
Izmantojot metāla 3D drukāšanas tehnoloģiju, jūs varat precīzi pārvaldīt siltummaiņa iekšpusi, lai iegūtu vislabāko konstrukcijas dizainu. Piemēram, plūsmas kanāla lielumu un formu var mainīt, pamatojoties uz šķidruma plūsmas ātrumu un temperatūras sadalījumu. Tas padara šķidruma sadalījumu siltummaiņā vienmērīgāku un palielina siltuma pārneses efektivitāti. Pievienojot struktūras, piemēram, adatu spuras un virpuļa ģeneratorus, svarīgām siltummaiņa porcijām var arī palīdzēt palielināt vietējo siltuma pārneses veiktspēju. Metāla 3D drukāšana var arī padarīt siltummaiņus, kas pilnībā ir vienā gabalā, kas nozīmē mazāk savienojumu, kas jāpievieno, ir mazāka termiskā pretestība un labāka vispārējā siltuma apmaiņas efektivitāte.
Augsts materiālu izmantošanas ātrums
Metāla 3D drukāšana ir piedevu ražošanas veids, kas padara lietas, sakraujot materiālus virs otra, kas rada ļoti maz atkritumu. Metāla 3D drukāšana var izmantot materiālus daudz labākas un zemākas ražošanas izmaksas, salīdzinot ar tradicionālajām atņemšanas ražošanas metodēm. Piemēram, gatavojot mazus siltummaiņus, metāla 3D drukāšana var izmantot vairāk nekā 90% no materiāla, savukārt tradicionālās ražošanas metodes izmanto tikai 50% līdz 70% no materiāla.
Svarīga tehnoloģija un metodes siltummaiņu izgatavošanai, kas darbojas labi
Pareizo materiālu izvēle
Vissvarīgākais, lai izveidotu siltummaiņus, kas darbojas labi, ir pareizā metāla novākšana. Nerūsējošais tērauds, alumīnija sakausējums, vara sakausējums, titāna sakausējums un citi metāli bieži tiek izmantoti 3D izdruku izgatavošanai. Nerūsējošais tērauds ir labs dažiem siltummaiņiem, kuriem jābūt izturīgiem pret koroziju un pietiekami stipriem, lai noturētos zem stresa. Alumīnija sakausējums ir labs dažiem siltummaiņiem, kuriem jābūt viegliem un labi, lai veiktu karstumu. Vara sakausējums ir viens no labākajiem materiāliem, lai izgatavotu augstus - efektivitātes siltummaiņus, jo tas ļoti labi veic siltumu. Titāna sakausējums ir spēcīgs, izturīgs pret koroziju un var rīkoties ar augstu temperatūru. Tas ir labs siltummaiņiem, kas darbojas noteiktos apstākļos.
Drukāšanas procesa uzlabošana
Pareizo procesa parametru izvēle metāla 3D drukāšanai ļoti ietekmē to, cik labi darbojas siltummaiņi. Piemēram, lāzera jauda, skenēšanas ātrums, slāņa biezums un skenēšanas metode var mainīt drukātu priekšmetu blīvumu, virsmas raupjumu un mehāniskās īpašības. Lai pārliecinātos, ka iespiestais siltummainis darbojas labi, drukāšanas procesa parametri jāoptimizē atkarībā no izvēlētajiem materiāliem un dizaina prasībām. Lai izvairītos no tādām problēmām kā plaisas un deformācijas, ir svarīgi arī modelēt un izpētīt temperatūras un stresa laukus drukāšanas procesā.
pēcaprūpe
Pēc to izgatavošanas metāla 3D drukātie siltummaiņi parasti ir jāapstrādā tālāk, lai padarītu to virsmas labākas un padarītu tās labākas. Daži izplatīti veidi, kā izlikt - procesu, ir ķīmiska apstrāde, termiskā apstrāde un virsmas pulēšana. Siltuma apstrāde var atbrīvoties no atlikušajiem spriegumiem, kas notiek drukāšanas laikā, padarīt materiālus organizētākus un labākus; Virsmas pulēšana var padarīt siltummaiņu virsmas gludākas, atvieglot šķidrumu plūsmu un padarīt siltuma pārnesi efektīvāku. Izmantojot ķimikālijas, uz siltummaiņa virsmas varat izveidot aizsargājošu plēvi, kas padara to mazāk ticamu koroziju.
https: //www.china - 3dprinting.com/metal - 3d - drukāšana/3d - drukāšana-dzinējs-manifold.html