3D打印让热换器制造拥有更多想象空间
铜具有高导热性、导电性和可加工性等优良的物化性能,被广泛用于航空航天、汽车和电气领域。特别是在热换器的制作上,铜是主要原材料之一。目前,传统热换器大多是由翅片及盖板组成的方型结构。其体积和重量较大,制造过程比较繁琐,组装需要将非常细的管钎焊到歧管上,在高压应用中的大量泄漏情况时有发生。只能实现简单的介质通道形态/路径。较为复杂的通道容易造成介质流动阻力增大和流动死区的现象,导致散热率大幅降低。
PEP工艺具有低温成型,高温成性的特性。在打印纯铜部件时不需要高能激光束,可有效减少制造投入成本。通过先打印生坯,然后再经过成熟的粉末冶金脱脂和烧结工艺,得到结构优良的高性能纯铜部件。在纯铜热换器件的制备上,PEP技术独特的工艺方式可有效规避纯铜激光3D打印带来的高反射率及内部微观晶格结构打印完成后复杂的清粉工作,且可更好地适配传统纯铜制品制造的烧结等工艺,形成良好的互补。将推动热管理应用走向新台阶。
▲传统工艺制造铜热换器(来源网络)
3D打印具有传统制造技术无法比拟的优势,可以针对流动性和传导性进行优化,满足了产品趋向紧凑型、高效性、模块化、多材料的发展趋势。传统热换器制造方式的阻碍将得到有效解决。3D打印技术让关键散热器结构不再局限于翅片形态,工作区域的形态也可以由简单的方型变成配合设备/零件的包裹型结构。此外,零部件可一体成型而无需大量的焊接工艺,且整体结构更为轻便。介质通道可以伴随零部件一体成型,具备路径复杂、接触面大、热交换率高等优势。3D打印制造使冷却通道摆脱了交叉钻孔的限制。可以设计内部通道更靠近模具的冷却表面,并具有平滑的角落,更快的流量,增加热量转移到冷却液的效率。且在提供更优散热效率的同时,缩减制造工艺步骤和降低成本。
▲3D打印制备的一体化成型冷却流道(来源网络)
PEP推动纯铜热换器制造走向新台阶
PEP工艺具有低温成型,高温成性的特性。在打印纯铜部件时不需要高能激光束,可有效减少制造投入成本。通过先打印生坯,然后再经过成熟的粉末冶金脱脂和烧结工艺,得到结构优良的高性能纯铜部件。在纯铜热换器件的制备上,PEP技术独特的工艺方式可有效规避纯铜激光3D打印带来的高反射率及内部微观晶格结构打印完成后复杂的清粉工作,且可更好地适配传统纯铜制品制造的烧结等工艺,形成良好的互补。将推动热管理应用走向新台阶。
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