TruPrint 5000 Green Edition

În cadrul *proiectului I.FAST (Innovation Fostering in Accelerator Science and Technology), coordonat de CERN, a fost imprimat un cuadripol de radiofrecvență (RFQ) cu ajutorul TruPrint 5000 Green Edition. Acceleratorul de particule este fabricat prin procedeul aditiv din cupru pur. În mod convențional, componenta este frezată, lipită și tratată termic în mai multe etape elaborate pentru a asigura o producție fără deformări.

*Acest proiect a fost finanțat de programul Orizont 2020 al Uniunii Europene pentru cercetare și inovare în baza acordului de grant nr. 101004730.

În dezvoltarea motoarelor electrice, tehnologia Additive Manufacturing oferă multe avantaje: proiectarea înfășurărilor din cupru este îmbunătățită, ceea ce face posibilă creșterea factorului de umplere cu cupru. Pentru conexiuni reduse se pot integra bare colectoare, respectiv șine de curent. Prin răcirea carcasei crește semnificativ puterea sistemului eDrive.

Răcitorul de gaze de la Modell- und Formenbau Blasius Gerg a fost fabricat prin procedul aditiv din cupru pur. Gazele fierbinți care trec prin el sunt răcite cu apă în interiorul schimbătorului de căldură, cu structuri TPMS (Triply Periodic Minimal Surface) care optimizează eficiența și transferul de căldură.

În bobina de levitație prezentată, un corp metalic poate fi adus în stare de levitație și poate fi topit într-un câmp electromagnetic. Tehnologia imprimării 3D fără sudură a componentei reduce punctele de îmbinare și lipire, pentru a evita neetanșeitățile în canalul intern de răcire. Sunt implementate cerințe complexe de geometrie pentru grosimea peretelui și modelare.

Conductivitatea radiatorului pentru tranzistor imprimat cu cupru pur este identică cu cea a cuprului obișnuit. Datorită geometriei aditive îmbunătățite și optimizate, se obține o creștere a puterii de răcire. De asemenea, reproiectarea permite o montare directă eficientă.

TruPrint 5000 Green Edition face posibilă producția flexibilă și economică de răcitoare realizate din cupru pur de înaltă conductivitate. Canalele de răcire interne apropiate de contur oferă componentei o răcire semnificativ îmbunătățită.

Canalul de răcire intern al schimbătorului de căldură imprimat din cupru pur are un punct de fixare foarte plat și un unghi de supraînălțare, care este susținut doar de structură. Designul cu cele mai fine structuri (0,5 mm), care se concentrează pe reducerea masei, garantează un raport bun suprafață/greutate. Proprietățile materialului corespund unui ETP de cupru convențional, fără a fi nevoie de tratament termic direct din mașină.

Combinația dintre un design orientat spre Additive Manufacturing pentru un design fără suport și o geometrie optimizată pentru puterea de răcire, combinată cu o conductivitate termică ridicată a materialului, la fel ca în cazul cuprului pur convențional, duce la o creștere a performanței generale a componentei. Un perete foarte subțire (0,4 - 0,5 mm) în zona de racord a semiconductorilor îmbunătățește, de asemenea, disiparea căldurii.

Inductoarele de cupru constau în mod convențional din mai multe segmente care sunt îndoite sau frezate și lipite între ele. Cu ajutorul imprimării 3D din cupru pur, acestea pot fi acum fabricate dintr-o singură bucată, fără îmbinări prin lipire sau alte puncte slabe. În acest fel, beneficiați de un grad de libertate de proiectare pentru a optimiza eficiența inductorului și puterea electrică absorbită a acestuia.

Designed by: SMS Elotherm GmbH.

Schimbătorul de căldură fabricat din cupru pur ETP (CW004A) nu are doar sarcina de a extrage căldura dintr-un mediu. Este, de asemenea, un mixer de lichide cu două intrări separate în partea inferioară, care sunt amestecate prin mai multe canale subțiri (diametru interior de 1 mm) într-o ieșire în partea superioară a piesei. Componenta are o conductivitate electrică de 101%IACS, o conductivitate termică de 394 W/(m*K) și o densitate a piesei de 99,9%.