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3D打印热交换器的资格与认证

摘要:

  结合3D打印热交换器的践行者Conflux Technology的发展,分享了3D打印热交换器应用中存在的基本注意事项,其中谈到了3D打印热交换器产品质量认证中存在的挑战。本期,我们将继续结合Conflux的实践,探讨3D打印热交换器制造的资格与认证问题。

Conflux

  结合3D打印热交换器的践行者Conflux Technology的发展,分享了3D打印热交换器应用中存在的基本注意事项,其中谈到了3D打印热交换器产品质量认证中存在的挑战。本期,我们将继续结合Conflux的实践,探讨3D打印热交换器制造的资格与认证问题。

Conflux

3D 打印Conflux Core™热交换器的横截面。来源:EOS

block 多方面提升增材制造工艺置信度

     在产品质量认证范畴中,有两个容易混淆的概念-资格(QUALIFICATION)与认证(CERTIFICATION),而实际上两者是有区别的。资格是生产认证产品的基础,就增材制造而言,意味着整个增材制造工艺流程(包括系统/平台,工艺和材料)都需要经过一定程度的鉴定,才能生产出符合标准、设计规格和最终用途性能指标的认证零件。

      工业革命以来,热交换器在工程系统中具有长期的应用,这意味着传统工艺制造的热交换器的性能和可靠性的置信度很高,而增材制造热交换器所采用的是新兴的制造工艺和创新性的设计方式,这样的新兴工艺需要更多的资格鉴定数据来支持和加速产品的认证过程。Conflux 面向工业制造中的多个垂直市场制造热交换器,虽不同领域对产品的监管力度不同,但Conflux 始终坚持关注一个问题,单个薄壁气密性结构中的单个关键缺陷/针孔可能关系到3D打印热交换器成功还是失败。

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左上方:获得专利的Conflux热交换器设计;右上方:用于表征热机械性能的典型构造。来源:Conflux

Conflux 作为增材制造热交换器的开拓者之一,通过为工业领域提供增材制造热交换器解决方案,对增材制造工艺的资格问题进行了积累和总结。

block 稳定性和重复性

质量稳定性和重复性是实现批量生产时所面临的关键问题。Conflux 开发与实施了经过实践验证并且功能强大的过程控制,结合特定的几何形状制造方法,为用户提供最大的成功机会。

block CT 扫描的重要性

在很多情况下,通过CT 扫描对3D打印零件进行检测是非常好的方式,但并不一定是必须的。然而,在3D打印热交换器的制造中CT扫描是必不可少的验证工具,该方式能够加快开发周期,并使客户早日确信他们需要的3D打印热交换器没有粉末和严重缺陷。

虽然CT 扫描技术的应用仍存在速度和资金成本等不利因素,但Conflux 认为,对于识别复杂3D打印热交换器中存在的关键缺陷问题这种难度高的任务,CT 扫描技术的应用是利大于弊的。

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左上方:重建的CT数据,显示小管的实际表面光洁度;右上方:突出显示严重缺陷的CT切片图像。来源:Conflux

Conflux 还借助CT扫描表征和研究与增材制造热交换结构表面光洁度有关的现象,他们使用重建的断层扫描数据来提高预测性能的准确性,并了解最终用途的含义。

block 产品测试

     以计算流体动力学(CFD)和有限元分析(FEA)形式进行的模拟是AM热交换器开发的重要工具,但是仿真模拟是无法完全替代实际产品测试的,换言之,经验数据的重要性对于增材制造热交换器获得认证仍然至关重要。

3D科学谷了解到,Conflux 采用了一系列物理测试,通常包括以下内容:

  • 压力和泄漏测试,其中零件要经受规定的标准压力;

  • 量热测试,目的是确定性能特征,例如散热和压降;

  • 通过耐久性测试、压力脉动、热循环、冲击和振动,研究耐久性并获得更多的统计置信度。

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用于确定Conflux油-水热交换器性能特征的测试装置。来源:Conflux

block 材料特性

     Conflux的核心重点是为热和流体应用开发增材制造解决方案,他们能够深刻理解材料特性在增材制造技术认证过程中的重要性,因此他们会执行表征工作,为通过增材制造技术实现复杂的几何形状提供支持。Conflux 通过这些工作的结果,能够激发出标准增材制造合金材料的最大性能,并利用这些数据来优化提升FEA和CFD仿真的模拟精度。增材制造仍然是热交换器生产的新兴技术,资格鉴定和认证对于促进3D打印热交换器的应用至关重要。包括Conflux 在内的增材制造热管理解决方案提供商、3D打印设备企业、正向设计企业、材料企业正在多方面利用增材制造技术的优势,推动高度复杂热管理问题的解决方案


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