TruPrint 5000 Green Edition

Inom ramarna för det av CERN koordinerade *projektet I.FAST (Innovation Fostering in Accelerator Science and Technology) har en radiofrekvens-kvadrupol (RFQ) printats med TruPrint 5000 Green Edition. Partikelacceleratorn är additivt tillverkad av ren koppar. Vanligtvis fräses, löds och värmebehandlas komponenten i flera steg för att säkerställa en distorsionsfri produktion.

*Detta projektet främjades av programmet Horisont 2020 från den europeiska unionen för forskning och innovation under bidragsöverenskommelsen nr. 101004730.

Inom utvecklingen av elektriska motorer erbjuder Additive Manufacturing många fördelar: Utformningen av kopparlindningar förbättras, vilket gör det möjligt att öka kopparfyllningsfaktorn. Samlingsskenor kan integreras för reducerade anslutningar. Genom chassins kylning ökar eDrive-effekten betydligt.

Gaskylaren från modell- och formbygge Blasius Gerg har tillverkats additivt av ren koppar. Den passerande heta gasen kyls inuti värmeväxlaren med vatten, varigenom TPMS -strukturerna (Triply Periodic Minimal Surface) optimerar verkningsgraden och värmeavledningen.

I levitationsspolen på bilden kan man få en metallkropp i ett elektromagnetiskt fält att sväva och smälta. Den skarvlösa 3D-printningen av komponenten minskar fogar och lödställen för att undvika läckage i den inre kylkanalen. Komplexa geometrikrav för materialtjocklek och formning implementeras.

Värmeledningsförmågan för transistorkylaren som är printad med ren koppar är identisk med värmeledningsförmågan hos konventionell koppar. Tack vare den nyutformade, additivt optimerade geometrin uppnås en förbättrad kyleffekt. Dessutom möjliggör redesignen en effektiv direktmontering.

TruPrint 5000 Green Edition möjliggör flexibel och ekonomisk produktion av kylare av mycket ledande ren koppar. Tack vare interna konturnära kylkanaler har komponenten en betydligt förbättrat kylning.

Den inre kylkanalen för den av rent koppar printade värmeväxlaren har en mycket platt fästpunkt och överhängsvinkel, som endast hålls av strukturen. Designen med de finaste strukturerna (0,5 mm) garanterar ett bra förhållande mellan yta och vikt. Materialegenskaperna motsvarar konventionell koppar-ETP utan att en värmebehandling direkt från maskinen är nödvändig.

Kombinationen av en Additive Manufacturing-orienterad design för en stödfri konstruktion och en geometri som är optimerad för kyleffekt, i kombination med materialets höga värmeledningsförmåga som med konventionell ren koppar, leder till en ökning av komponentens totala prestanda. En mycket tunn vägg (0,4 - 0,5 mm) till halvledaranslutningsområdet förbättrar dessutom värmeavledningen.

Kopparinduktorer består vanligtvis av flera segment som är böjda eller frästa och ihoplödda. Med hjälp av 3D-print av ren koppar kan dessa nu tillverkas i ett stycke utan lödställen eller andra svaga punkter. På så vis kan du dra nytta av en designgfrihet för att optimera induktorns effektivitet och energiförbrukning.

Designed by: SMS Elotherm GmbH.

Värmeväxlaren av ren koppar ETP (CW004A) har inte bara uppgiften att extrahera värme från ett medium. Det är också en vätskeblandare med två separata inlopp i botten, som blandas genom flera tunna kanaler (innerdiameter på 1 mm) i ett utlopp på toppen av delen. Komponenten har en elektrisk ledningsförmåga på 101 % IACS, 394 W/(m*K) värmeledningsförmåga och en deltäthet på 99,9 %.