Míg a hagyományos gyártási technikákat még mindig használják a nagyobb ipari hőcserélőknél, a fém additív gyártás egyre inkább kisebb, kompaktabb kivitelben talál alkalmazásokat, mint például az elektronika, a megújuló energia alkalmazások, a hűtési ciklusok, az üzemanyagcellák, a belső égésű motorral rendelkező járművek és végül az elektromos járművek. Ennek a technológiának a fő előnye a nagyobb tervezési szabadság, amely lehetővé teszi a hatékonyabb hőátadást, miközben csökkenti a szükséges alkatrészek számát. Ez kevesebb helyet és anyagfelhasználást eredményez, lehetővé téve, hogy könnyebb eszközöket lehessen használni a nagyobb hőterhelések és teljesítménysűrűségek kezelésére.
Számos módja van annak, hogy kihasználjuk az additív gyártás előnyeit a hatékonyabb hőcserélők érdekében.
1. Növelje a hőcserére rendelkezésre álló területet rácsszerkezetek, rögzített uszonyok és mikrocsatornák használatával. Mindezek a funkciók lehetővé teszik a nagyobb hőátadást a hőcserélőn keresztüli nagyobb nyomáscsökkenés árán. Különösen a hálózati szerkezet, ha nem megfelelően tervezték, hátrányosan befolyásolhatja a rendszer általános hatékonyságát a folyadékáramlással szembeni fokozott ellenállás miatt. Másrészt a rögzített uszonyok szinte mindig előnyösek: míg a kör alakú és elliptikus uszonyoktól csak kisebb javulás várható, a gyémánt, az aerodinamikai és a téglalap alakú uszonyok nyomáscsökkenésenként a legmagasabb hőátadási sebességet kínálják.
2. Növelje az áramlási turbulenciát a belső csatornákban. Az örvényáramok axiális áramlásban jönnek létre, hogy négyzet alakú ortogonális sebességmezőt hozzanak létre, csökkentve a határréteg vastagságát és elősegítve a hőcserét. Ezt az örvényt csavart csövekkel vagy örvénygenerátorokkal lehet létrehozni. Ez utóbbi a selecting laser melting technológiával (SLM/DMLS) szerelés nélkül érhető el, és szinte többletköltség nélkül a hőcserélő testtel, és 40% -kal növeli a hőátadási együtthatót, csak alacsony nyomású veszteségekkel.
3. Durva felületi módszerrel nyerve. Míg a hőátadási együtthatók akár 70% -os javulása is elérhető, ez a megközelítés jelentősen növeli a súrlódási együtthatót, ami viszont nagyobb nyomásveszteséget eredményez. Ez a hatás még fontosabbá válik a kis hidraulikus átmérőjű mikrocsatornák esetében.
Az adott alkalmazástól és az általános geometriától függően ezek a fejlesztések segíthetnek a tervezőknek elérni a célteljesítményüket azáltal, hogy kihasználják a Metal AM által kínált tervezési szabadságot a költséghatékony, nagy teljesítményű hőkezelő eszközök tervezéséhez.