易加三維與PWR 深度合作，開(kāi)發(fā)下一代3D打印熱交換器

來(lái)源：易加三維

換熱器與散熱器對(duì)設(shè)備可以長(zhǎng)效穩(wěn)定運(yùn)行起到了關(guān)鍵的作用，3D打印用于換熱器和散熱器的制造滿(mǎn)足了產(chǎn)品趨向緊湊型、高效性、模塊化、多材料的發(fā)展趨勢(shì)。特別是用于異形、結(jié)構(gòu)一體化、薄壁、薄型翅片、微通道、十分復(fù)雜的形狀、點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)等加工，3D打印具有傳統(tǒng)制造技術(shù)不具備的優(yōu)勢(shì)。

在熱交換器和散熱器的3D打印領(lǐng)域，國(guó)際和國(guó)內(nèi)企業(yè)都頗為積極，這些前沿性的研究將推動(dòng)下一代熱交換器和散熱器的出現(xiàn)，尤其是在消費(fèi)電子、航空航天和汽車(chē)應(yīng)用領(lǐng)域。

汽車(chē)及交通領(lǐng)域冷卻能源系統(tǒng)開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的知名企業(yè)PWR公司與中國(guó)3D打印企業(yè)易加三維正式建立了深度合作關(guān)系，雙方基于面向增材制造的設(shè)計(jì)以及易加三維增材制造技術(shù)，共同開(kāi)發(fā)下一代鋁合金3D打印熱交換產(chǎn)品。

▲3D打印鋁合金散熱器樣件©易加三維

設(shè)計(jì)、制造、材料的全面合作
金屬增材制造技術(shù)在散熱、冷卻產(chǎn)品上的應(yīng)用價(jià)值近幾年開(kāi)始受到關(guān)注，增材制造熱交換器/散熱器，具有密封性更好、更加輕量化、散熱效率提升等方面的優(yōu)勢(shì)，可以在不增加體積的情況下盡可能增加散熱器的表面積，或者在改善散熱效果的同時(shí)縮減散熱器的尺寸。

基于技術(shù)的可行性和應(yīng)用端客戶(hù)的迫切需求這樣雙重因素的推動(dòng)，PWR公司先后與多家行業(yè)內(nèi)的金屬增材公司有過(guò)接觸，開(kāi)始嘗試用金屬增材制造的方式生產(chǎn)鋁合金散熱器。

PWR公司是汽車(chē)與交通領(lǐng)域冷卻能源系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的世界知名企業(yè)，在歐洲和美國(guó)設(shè)有分公司，并于2015年在澳大利亞本土上市（股票代碼代碼PWH）。公司專(zhuān)業(yè)提供冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制造和測(cè)試服務(wù)，為F1、NASCAR、V8超級(jí)汽車(chē)、德國(guó)Tourenwagen大師賽和世界拉力錦標(biāo)賽等車(chē)隊(duì)或品牌汽車(chē)提供散熱器、冷凝器等設(shè)計(jì)制造。PWR在高性能冷卻方面被公認(rèn)為世界領(lǐng)先。

▲3D打印鋁合金散熱器樣件效果圖

©易加三維

PWR與易加三維于2019年開(kāi)始建立聯(lián)系，并提供了散熱器的設(shè)計(jì)，要求做金屬3D打印散熱器的測(cè)試。測(cè)試件是一種方形散熱器，PWR 通過(guò)檢測(cè)壁厚、表面光潔度、散熱性能等數(shù)據(jù)，來(lái)測(cè)試多家金屬增材制造設(shè)備的性能，從而決定購(gòu)買(mǎi)哪個(gè)品牌的3D打印機(jī)。

基于易加三維在金屬增材制造領(lǐng)域的技術(shù)積累和工藝經(jīng)驗(yàn)，易加三維快速完成了測(cè)試件的打印和寄送工作。僅10天，PWR公司就收到了首批打樣的測(cè)試件。

挑戰(zhàn)與解決方案
PWR 設(shè)計(jì)的3D打印鋁合金散熱器外部結(jié)構(gòu)與內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有不同的壁厚，零件內(nèi)部的散熱片壁厚較薄，在進(jìn)行打印時(shí)內(nèi)部散熱片易產(chǎn)生變形彎曲現(xiàn)象。

制造散熱器的EP-M250 Pro雙激光金屬3D打印機(jī)，配備自主開(kāi)發(fā)的工藝參數(shù)軟件-EPHatch，易加三維通過(guò)該軟件優(yōu)化打印參數(shù)，對(duì)內(nèi)部薄壁部分采用不同的優(yōu)化打印參數(shù)，并針對(duì)內(nèi)部散熱片變形彎曲現(xiàn)象，優(yōu)化改變打印策略和協(xié)調(diào)優(yōu)化打印參數(shù)。此外，易加三維通過(guò)優(yōu)化散熱器下表面打印參數(shù)，在無(wú)需添加支撐結(jié)構(gòu)的條件下獲得高質(zhì)量的下表面。

建立合作
PWR公司對(duì)每個(gè)樣件都進(jìn)行了嚴(yán)格檢測(cè)。結(jié)果顯示，易加三維的測(cè)試件性能完全符合他們的交付標(biāo)準(zhǔn)，并且各個(gè)樣件的性能均衡一致。在此基礎(chǔ)上，PWR 積極促成了雙方的進(jìn)一步合作，設(shè)備采購(gòu)也由此提上了日程。雙方很快簽訂了合作協(xié)議。同年6月，一臺(tái)易加三維的EP-M250 Pro雙激光金屬3D打印機(jī)順利抵達(dá)PWR公司的澳大利亞總部；同年7月，該設(shè)備成功裝機(jī)后投入使用。

增材制造技術(shù)在熱交換/散熱產(chǎn)品上的應(yīng)用可以達(dá)到怎樣的深度和廣度，其真正考驗(yàn)不僅僅在于設(shè)計(jì)端與制造端的緊密溝通與協(xié)作，而且在于增材制造設(shè)備的工藝質(zhì)量是否能夠達(dá)到一致可控。

對(duì)此，PWR和易加三維雙方都表達(dá)了積極的信心，并將在以下幾個(gè)方面展開(kāi)合作：

• 實(shí)施面向增材制造的智能設(shè)計(jì)工作流程，通過(guò)拓?fù)鋬?yōu)化、仿真分析等數(shù)字化設(shè)計(jì)手段，全面發(fā)揮增材制造技術(shù)優(yōu)勢(shì)；
• 基于汽車(chē)?yán)鋮s系統(tǒng)研制的成果經(jīng)驗(yàn)，積極探索航空航天、消費(fèi)電子等領(lǐng)域的散熱、冷卻產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)；
• 不斷測(cè)試并研制更加適合熱交換產(chǎn)品增材制造的金屬材料，使產(chǎn)品性能更上臺(tái)階。