Scambiatore di calore modulare realizzato tramite stampi stampati in 3D
Potresti riconoscere il nome Brett Turnage dalle auto e motociclette RC stampate in 3D incredibilmente dettagliate che produce. Ma Turnage, fondatore di BTI LLC , è cresciuto e ora utilizza la stampa 3D per migliorare le auto a grandezza naturale. Più specificamente, BTI sta stampando in 3D gli stampi utilizzati per fabbricare il suo nuovo sistema modulare di scambiatori di calore, chiamato Manhattan .
Secondo il sito web di BTI, questo sistema brevettato è “una rivisitazione innovativa di come costruire intercooler e radiatori, cambiandoli da unità saldate fisse a un sistema di più componenti”. Mentre i radiatori sono utilizzati per trasferire l’energia termica da un mezzo all’altro, un intercooler raffredda un gas dopo la compressione; l’energia interna di un gas aumenta quando viene compresso, il che riduce la sua densità e aumenta la sua temperatura.
Sia gli intercooler che i radiatori, spesso utilizzati nel mercato automobilistico aftermarket, sono tipicamente unità fisse che sono state saldate insieme. Ma utilizzando la stampa 3D per realizzare stampi per il suo intercooler e i serbatoi terminali del radiatore, BTI può realizzare un sistema di scambiatore di calore modulare che è facile da smontare, riparare e riprogettare se necessario.
“L’idea originale era quella di utilizzare la stampa 3D nella realizzazione di plug”, ha spiegato Turnage.
In questo caso, la spina sarebbe la forma che dovrebbe essere modellata in seguito. Ma BTI ha portato le cose al livello successivo.
“Abbiamo imparato che possiamo saltare completamente questo passaggio e passare direttamente alla costruzione di stampi dopo aver perfezionato la forma in CAD”, ha continuato.
L’utilizzo della stampa 3D per fabbricare stampi ha molti vantaggi, come tempi di consegna più brevi, la capacità di integrare canali di raffreddamento conformi , cosa che le tecnologie di produzione convenzionali non possono fare, e costi ridotti, che porta a un prezzo competitivo.
“Saltando la tipica fase di realizzazione degli stampi che richiedeva fibra di vetro, resina epossidica, gelcoat e altri materiali di consumo, siamo in grado di risparmiare circa $ 300-400 per scambiatore di calore e siamo anche in grado di eliminare una settimana di tempo di costruzione”, ha spiegato Turnage.
“Possiamo offrire una parte migliore, con materiali migliori, tutto grazie ai risparmi che la stampa 3D offre al nostro processo di produzione”.
Il design Manhattan brevettato di BTI sostituisce la maggior parte dei giunti saldati che tipicamente popolano i serbatoi terminali degli scambiatori di calore con un sistema a staffe che, poiché non è fisso, può essere realizzato con materiali diversi, come la fibra di carbonio e altri compositi. Con questi tipi di nuovi materiali, l’efficacia, l’efficienza e la qualità termica dell’intera unità aumentano.
“Ho costruito il Manhattan con l’obiettivo che fosse il miglior intercooler mai realizzato”, scrive Turnage sul sito web di BTI. “Utilizza solo i migliori nuclei dello scambiatore di calore ed è progettato all’interno del CAD per garantire il massimo flusso d’aria ed efficienza.”
Occorrono circa due giorni perché BTI stampi in 3D le molteplici sezioni che compongono i suoi stampi, utilizzando diverse stampanti 3D. Tuttavia, gli stampi non escono dai piani di stampa pronti per l’uso: è necessario un piccolo lavoro di rifinitura per garantire che i bordi siano tutti a filo. Quindi, viene spruzzato il rilascio dello stampo e il carbonio secco viene stratificato all’interno per renderli abbastanza resistenti da mantenere la loro forma sotto pressione estrema, poiché l’azienda utilizza l’infusione sotto vuoto per realizzare le sue parti composite.
Turnage ha spiegato che “… lo stampo effettivo che può essere aspirato a 29 inHg (pollici di mercurio) e quindi infuso con resina è qualcosa che non avevo pianificato – sono rimasto stupito quando ho scoperto che potevamo farlo e ha pagato dividendi in quasi tutte le aree “.
Ha anche continuato dicendo che ci sono molti vantaggi per il campo dei compositi scegliendo di utilizzare stampi stampati in 3D:
“Se un’azienda o una persona desidera realizzare una parte in carbonio, può decidere se uno stampo stampato in 3D sarà la soluzione migliore … principalmente la decisione si basa sulla frequenza di utilizzo dello stampo. Per uno stampo che viene utilizzato frequentemente, creerei comunque uno stampo in fibra di vetro, ma per uno stampo che ha lo scopo di realizzare solo poche parti, uno stampo stampato in 3D è più conveniente rispetto a uno stampo tradizionale “.
Il sistema modulare di scambiatore di calore di BTI, che sarà disponibile entro la fine dell’anno, è attualmente un semifinalista nella competizione SEMA Launch Pad 2020 della Young Executives Network , che offre un primo premio del valore di oltre $ 25.000. Per aiutare il Manhattan ad arrivare alle finali, puoi votare per il sistema qui . Ma faresti meglio a sbrigarti, poiché le votazioni si chiudono venerdì 11 settembre. I finalisti verranno informati il 18 settembre e l’evento live della piattaforma di lancio SEMA si terrà il 2 novembre 2020.
