Докато традиционните производствени техники все още се използват за по-големи промишлени топлообменници, производството на метални добавки все повече намира приложения в по-малки, по-компактни дизайни като електроника, приложения за възобновяема енергия, хладилни цикли, горивни клетки, превозни средства с двигател с вътрешно горене и евентуално електрически превозни средства. Основното предимство на тази технология е по-голямата свобода на проектиране, което трябва да позволи по-ефективен топлопренос, като същевременно се намали броят на необходимите части. Това води до по-малко използване на пространство и материали, което позволява използването на по-леки устройства за справяне с по-високи топлинни натоварвания и плътност на мощността.
Има няколко начина да се възползвате от адитивното производство за по-ефективни топлообменници.
1. Увеличете наличната площ за топлообмен чрез използване на решетъчни структури, закрепени ребра и микроканали. Всички тези характеристики позволяват по-висок топлопренос с цената на по-голям спад на налягането в топлообменника. По-специално, структурата на мрежата, ако не е проектирана правилно, може да повлияе неблагоприятно върху цялостната ефективност на системата поради повишеното съпротивление на потока на течността. От друга страна, закрепените перки са почти винаги полезни: докато се очакват само незначителни подобрения от кръглите и елипсовидни перки, диамантените, аеродинамичните и правоъгълните перки предлагат най-високите скорости на топлопреминаване на спад на налягането.
2. Увеличете турбуленцията на потока във вътрешните канали. Вихровите токове се създават в аксиален поток, за да се създаде квадратно ортогонално поле на скоростта, което намалява дебелината на граничния слой и насърчава топлообмена. Този вихър може да бъде създаден от усукани тръби или вихрови генератори. Последното може да бъде постигнато с Selecting Laser Melting Technology (SLM/DMLS) без монтаж и почти без допълнителни разходи с тялото на топлообменника и осигурява 40 процента увеличение на коефициента на топлопреминаване само при ниски загуби на налягане.
3. Получава се по метода на грубата повърхност. Докато могат да се постигнат подобрения в коефициентите на топлопреминаване до 70 процента, този подход значително увеличава коефициента на триене, което от своя страна води до по-високи загуби на налягане. Този ефект става още по-важен за микроканали с малки хидравлични диаметри.
В зависимост от конкретното приложение и цялостната геометрия, тези подобрения могат да помогнат на дизайнерите да постигнат целта си, като използват свободата на проектиране, която Metal AM предлага за проектиране на рентабилни, високопроизводителни устройства за управление на топлината.