Проблеми з виготовленням класичних теплообмінників
Обмежена свобода в дизайні
Кастинг, зварювання та пайка - це деякі з основних способів виготовлення традиційних теплообмінників. Ці методи мають багато проблем із складними геометричними фігурами, як, наприклад, отримувати складні архітектури каналів інтер'єру, ширину невеликих каналів та унікальні особливості поверхні. Наприклад, спосіб розташування пучків трубки та форма потокових каналів всередині труб в оболонці та теплообмінниках трубки обмежені технологією обробки. Це ускладнює розробку їх найкращим чином, виходячи з характеристик потоку рідини, що ускладнює ще більше підвищення ефективності тепла.
Проблеми з оптимізацією структур
Щоб теплообмінник працював краще, його структуру потрібно вдосконалити. Наприклад, площа тепловіддачі повинна бути більшою, а стан потоку рідини повинен бути кращим. Але виготовлення теплообмінників зі складними внутрішніми структурами за допомогою традиційних методів не тільки дорого, але й тривалий час. Наприклад, структура плавника з пластиною плавника може зробити область тепловіддачі більшою, але важко керувати формою та відстані плавників правильно типовими методами виготовлення. Це змушує теплообмінник працювати менш добре в цілому.
Низьке використання матеріалів
У традиційному виробництві під час процесу потрібно вилучити багато матеріалу, а це означає, що матеріал не використовується дуже добре. Це не тільки підвищує вартість виробництва, але й витрачає ресурси. Наприклад, багато металу витрачаються під час виготовлення великих теплообмінників через процес різання. Позбавлення від відходів також ставить певний стрес на навколишнє середовище.
Переваги використання металевого 3D -друку для виготовлення теплообмінників, які добре працюють
Дуже гнучкі варіанти дизайну
Металевий 3D -друк використовує комп'ютер - моделі за допомогою дизайну (CAD), щоб зробити теплообмінники з практично будь -якою складною формою. Дизайнери можуть робити теплообмінники з різними внутрішніми структурами потокових каналів залежно від того, як рухаються рідини та скільки тепла потрібно обміняти. Наприклад, теплообмінники, що мають потокові канали, які є спіральними, хвилястими або розгалуженими, можуть бути зроблені для того, щоб зробити процес потоку рідини більш турбулентним, що підніме коефіцієнт теплопередачі. Крім того, на поверхні теплообмінника можна зробити невеликі шишки або спринцювання, щоб зробити течію рідини більш нерегулярним і зробити передачу тепла ще кращою.
Правильна структурна оптимізація
Використовуючи металеву технологію 3D -друку, ви можете точно керувати внутрішньою частиною теплообмінника, щоб отримати найкращу конструкцію для конструкції. Наприклад, розмір і форма каналу потоку можуть бути змінені на основі швидкості потоку та розподілу температури рідини. Це робить розподіл рідини в теплообміннику більш рівномірно і підвищує ефективність передачі тепла. Додавання таких конструкцій, як голкові плавники та генератори вихору, до важливих порцій теплообмінника також може допомогти підвищити показники локальної передачі тепла. Металевий 3D -друк також може зробити теплообмінники, які повністю знаходяться в одній частині, що означає менше частин, які потрібно підключити, менший тепловий опір та кращу загальну ефективність теплообміну.
Висока швидкість використання матеріалів
Металевий 3D -друк - це тип виробництва добавок, який робить речі, укладаючи матеріали один на одного, що робить дуже мало відходів. Металевий 3D -друк може використовувати матеріали набагато кращі та нижчі виробничі витрати порівняно з традиційними методами виготовлення. Наприклад, при виготовленні невеликих теплообмінників металевий 3D -друк може використовувати більше 90% матеріалу, тоді як традиційні методи виробництва використовують лише від 50% до 70% матеріалу.
Важливі технології та методи виготовлення теплообмінників, які добре працюють
Вибір правильних матеріалів
Найголовніше для виготовлення теплообмінників, які добре працюють, - це вибирати правильний метал. Нержавіюча сталь, алюмінієвий сплав, мідний сплав, титановий сплав та інші метали часто використовуються для виготовлення 3D -відбитків. Нержавіюча сталь корисна для деяких теплообмінників, які повинні бути стійкими до корозії і досить сильними, щоб утриматись під напругою. Алюмінієвий сплав добре для деяких теплообмінників, які повинні бути легкими і хорошими в умовах тепла. Мідний сплав - один з найкращих матеріалів для виготовлення високих - ефективності теплообмінників, оскільки він дуже добре проводить тепло. Титановий сплав сильний, стійкий до корозії і може впоратися з високими температурами. Це добре для теплообмінників, які працюють за певних умов.
Поліпшення процесу друку
Вибір правильних параметрів процесу для металевого 3D -друку має великий вплив на те, наскільки добре працюють теплообмінники. Наприклад, лазерна потужність, швидкість сканування, товщина шару та метод сканування можуть змінити щільність, шорсткість поверхні та механічні якості друкованих об'єктів. Щоб переконатися, що друкований теплообмінник добре працює, параметри процесу друку повинні бути оптимізовані залежно від обраних матеріалів та вимог до проектування. Щоб уникнути таких проблем, як тріщини та деформації, також важливо моделювати та вивчити поля температури та напруги під час процесу друку.
догляд
Після їх виготовлення металеві 3D -друковані теплообмінники зазвичай потрібно переробляти далі, щоб покращити свої поверхні та зробити їх краще працювати. Деякі поширені способи розміщення процесу - - це хімічна обробка, термічна обробка та полірування поверхні. Теплова обробка може позбутися залишкових напружень, які трапляються під час друку, зробити матеріали більш організованими та кращими; Поверхневе полірування може зробити поверхні теплообмінників більш гладкими, полегшити те, що рідина протікає, і зробити передачу тепла більш ефективною. Використовуючи хімічні речовини, ви можете створити захисну плівку на поверхні теплообмінника, що робить її меншою ймовірністю кородування.
https: //www.china - 3dprinting.com/metal - 3d - printing/3d - друк-engine-manifold.html