TruPrint 5000 Green Edition

No contexto do *projeto I.FAST (Innovation Fostering in Accelerator Science and Technology) coordenado pela CERN, um quadrupolo de radiofrequência (RFQ) foi impresso com a TruPrint 5000 Green Edition. O acelerador de partículas é fabricado em cobre puro com manufatura aditiva. No processo convencional, o componente é fresado, soldado e tratado termicamente em várias etapas, a fim de garantir uma fabricação sem distorções.

*Este projeto foi financiado pelo programa de pesquisa e inovação Horizont 2020 da União Europeia sob o contrato de concessão nº 101004730.

No desenvolvimento de motores elétricos, a manufatura aditiva oferece diversas vantagens: o design de bobinas de cobre é aprimorado, permitindo aumentar o fator de preenchimento de cobre. Barramentos ou trilhos de corrente podem ser usados para conexões reduzidas. Graças à refrigeração da carcaça, a potência eDrive aumenta significativamente.

A unidade de refrigeração de gás da produção de modelos e moldes da Blasius Gerg foi fabricada em cobre puro por manufatura aditiva. O gás quente que é conduzido é resfriado por água dentro do trocador de calor, com as estruturas TPMS (Triply Periodic Minimal Surface) otimizando o nível de eficiência e a transferência de calor.

Na bobina de levitação representada, um corpo metálico pode ser aplicado em um campo eletromagnético para levitação e fusão. A perfeita impressão 3D do componente reduz os pontos de junção e solda para evitar vazamentos no canal de resfriamento interno. Exigências complexas de geometria para espessura da parede e formato são implementadas.

A condutividade térmica do dissipador de calor de transistor impresso com cobre puro é idêntica ao de cobre convencional. Com a geometria recentemente concebida, aditiva otimizada, é obtido um melhor desempenho de resfriamento. Além disso, a reformulação permite uma montagem direta eficaz.

A TruPrint 5000 Green Edition possibilita a produção econômica e flexível de refrigeradores de cobre puro altamente condutivo. Graças aos canais de resfriamento internos próximos ao contorno, o componente melhorou significativamente a refrigeração.

O canal de resfriamento interno do trocador de calor impresso em cobre puro tem um ponto de fixação muito plano e um ângulo de saliência que é mantido apenas pela estrutura. O design orientado para a redução de massa, com as estruturas mais finas (0,5 mm), garante uma boa relação superfície/peso. As propriedades do material correspondem ao cobre ETP convencional, sem a necessidade de tratamento térmico diretamente a partir da máquina.

A combinação de um design orientado para manufatura aditiva para uma construção livre de suportes e uma geometria otimizada para a capacidade de refrigeração, juntamente com a elevada condutividade térmica do material, como no caso do cobre puro convencional, levam a um aumento do desempenho total do componente. Além disso, uma parede muito fina (0,4 - 0,5 mm) para a área de conexão do semicondutor também melhora a dissipação de calor.

Os indutores de cobre convencionais são compostos por vários segmentos, que são dobrados ou fresados ​​e soldados juntos. Usando impressão 3D a partir de cobre puro, eles agora podem ser fabricados em uma peça, sem pontos de solda ou outros pontos frágeis. Dessa maneira, você se beneficia de uma liberdade de design para otimizar a eficiência do indutor e seu consumo de energia.

Designed by: SMS Elotherm GmbH.

O trocador de calor de cobre puro ETP (CW004A) não tem apenas a tarefa de extrair o calor de um meio. Ele é também um misturador de líquidos com duas entradas separadas na parte inferior, que são misturadas através de vários canais finos (1 mm de diâmetro interno) em uma saída na parte superior da peça. O componente possui uma condutividade elétrica de 101% IACS, 394 W/(m*K) de condutividade térmica e densidade parcial de 99,9%.