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3D打印熱交換器的資格與認(rèn)證

魔猴君  行業(yè)資訊   1534天前

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結(jié)合3D打印熱交換器的踐行者Conflux Technology的發(fā)展,分享了3D打印熱交換器應(yīng)用中存在的基本注意事項(xiàng),其中談到了3D打印熱交換器產(chǎn)品質(zhì)量認(rèn)證中存在的挑戰(zhàn)。本期,我們將繼續(xù)結(jié)合Conflux的實(shí)踐,探討3D打印熱交換器制造的資格與認(rèn)證問題。

3D 打印Conflux Core?熱交換器的橫截面。來源:EOS

多方面提升增材制造工藝置信度

在產(chǎn)品質(zhì)量認(rèn)證范疇中,有兩個(gè)容易混淆的概念-資格(QUALIFICATION)與認(rèn)證(CERTIFICATION),而實(shí)際上兩者是有區(qū)別的。資格是生產(chǎn)認(rèn)證產(chǎn)品的基礎(chǔ),就增材制造而言,意味著整個(gè)增材制造工藝流程(包括系統(tǒng)/平臺(tái),工藝和材料)都需要經(jīng)過一定程度的鑒定,才能生產(chǎn)出符合標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)規(guī)格和最終用途性能指標(biāo)的認(rèn)證零件。

工業(yè)革命以來,熱交換器在工程系統(tǒng)中具有長(zhǎng)期的應(yīng)用,這意味著傳統(tǒng)工藝制造的熱交換器的性能和可靠性的置信度很高,而增材制造熱交換器所采用的是新興的制造工藝和創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)方式,這樣的新興工藝需要更多的資格鑒定數(shù)據(jù)來支持和加速產(chǎn)品的認(rèn)證過程。Conflux 面向工業(yè)制造中的多個(gè)垂直市場(chǎng)制造熱交換器,雖不同領(lǐng)域?qū)Ξa(chǎn)品的監(jiān)管力度不同,但Conflux 始終堅(jiān)持關(guān)注一個(gè)問題,單個(gè)薄壁氣密性結(jié)構(gòu)中的單個(gè)關(guān)鍵缺陷/針孔可能關(guān)系到3D打印熱交換器成功還是失敗。


左上方:獲得專利的Conflux熱交換器設(shè)計(jì);右上方:用于表征熱機(jī)械性能的典型構(gòu)造。來源:Conflux

Conflux 作為增材制造熱交換器的開拓者之一,通過為工業(yè)領(lǐng)域提供增材制造熱交換器解決方案,對(duì)增材制造工藝的資格問題進(jìn)行了積累和總結(jié)。

穩(wěn)定性和重復(fù)性

質(zhì)量穩(wěn)定性和重復(fù)性是實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)時(shí)所面臨的關(guān)鍵問題。Conflux 開發(fā)與實(shí)施了經(jīng)過實(shí)踐驗(yàn)證并且功能強(qiáng)大的過程控制,結(jié)合特定的幾何形狀制造方法,為用戶提供最大的成功機(jī)會(huì)。

 CT 掃描的重要性

在很多情況下,通過CT 掃描對(duì)3D打印零件進(jìn)行檢測(cè)是非常好的方式,但并不一定是必須的。然而,在3D打印熱交換器的制造中CT掃描是必不可少的驗(yàn)證工具,該方式能夠加快開發(fā)周期,并使客戶早日確信他們需要的3D打印熱交換器沒有粉末和嚴(yán)重缺陷。

雖然CT 掃描技術(shù)的應(yīng)用仍存在速度和資金成本等不利因素,但Conflux 認(rèn)為,對(duì)于識(shí)別復(fù)雜3D打印熱交換器中存在的關(guān)鍵缺陷問題這種難度高的任務(wù),CT 掃描技術(shù)的應(yīng)用是利大于弊的。


左上方:重建的CT數(shù)據(jù),顯示小管的實(shí)際表面光潔度;右上方:突出顯示嚴(yán)重缺陷的CT切片圖像。來源:Conflux 

Conflux 還借助CT掃描表征和研究與增材制造熱交換結(jié)構(gòu)表面光潔度有關(guān)的現(xiàn)象,他們使用重建的斷層掃描數(shù)據(jù)來提高預(yù)測(cè)性能的準(zhǔn)確性,并了解最終用途的含義。

產(chǎn)品測(cè)試

以計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)和有限元分析(FEA)形式進(jìn)行的模擬是AM熱交換器開發(fā)的重要工具,但是仿真模擬是無法完全替代實(shí)際產(chǎn)品測(cè)試的,換言之,經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的重要性對(duì)于增材制造熱交換器獲得認(rèn)證仍然至關(guān)重要。

Conflux 采用了一系列物理測(cè)試,通常包括以下內(nèi)容:

壓力和泄漏測(cè)試,其中零件要經(jīng)受規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)壓力;

量熱測(cè)試,目的是確定性能特征,例如散熱和壓降;

通過耐久性測(cè)試、壓力脈動(dòng)、熱循環(huán)、沖擊和振動(dòng),研究耐久性并獲得更多的統(tǒng)計(jì)置信度。

用于確定Conflux油-水熱交換器性能特征的測(cè)試裝置。來源:Conflux

 材料特性

Conflux的核心重點(diǎn)是為熱和流體應(yīng)用開發(fā)增材制造解決方案,他們能夠深刻理解材料特性在增材制造技術(shù)認(rèn)證過程中的重要性,因此他們會(huì)執(zhí)行表征工作,為通過增材制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的幾何形狀提供支持。Conflux 通過這些工作的結(jié)果,能夠激發(fā)出標(biāo)準(zhǔn)增材制造合金材料的最大性能,并利用這些數(shù)據(jù)來優(yōu)化提升FEA和CFD仿真的模擬精度。增材制造仍然是熱交換器生產(chǎn)的新興技術(shù),資格鑒定和認(rèn)證對(duì)于促進(jìn)3D打印熱交換器的應(yīng)用至關(guān)重要。包括Conflux 在內(nèi)的增材制造熱管理解決方案提供商、3D打印設(shè)備企業(yè)、正向設(shè)計(jì)企業(yè)、材料企業(yè)正在多方面利用增材制造技術(shù)的優(yōu)勢(shì),推動(dòng)高度復(fù)雜熱管理問題的解決方案

   
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