AmPro Innovations: переосмысление будущего радиаторов с помощью SLM 3D-печати - от прототипа до массового производства
В последние годы, по мере того как такие отрасли, как производство бытовой электроники, связь 5G, разработка транспортных средств на новых источниках энергии и аэрокосмическая промышленность, повышали требования к терморегулированию, традиционные процессы производства радиаторов все чаще демонстрировали свои ограничения. Столкнувшись с такими проблемами, как сложность изготовления сложных микроструктур, необходимость высокой точности сборки и ограничения, связанные с материалами, компания AmPro Innovations Technology Co., Ltd. (далее AmPro Innovations) использовала технологию 3D-печати металлом, чтобы совершить революцию в дизайне, производительности и масштабируемости радиаторов.
Производственный модуль AmPro Innovations. Фото: AmPro Innovations
Являясь одним из ведущих китайских предприятий в области аддитивного производства металлов, AmPro Innovations создала полностью интегрированную производственную цепочку, охватывающую материалы, процессы и оборудование. Благодаря глубокому опыту в области терморегулирования компания успешно внедрила 3D-печатные радиаторы от этапа концептуального прототипирования до промышленного производства.
О компании AmPro Innovations
Основана в августе 2017 года доктором У Синьхуа - ведущим экспертом в области титановых сплавов и аддитивного производства, членом Австралийской академии технологических наук и инженерии. AmPro Innovations специализируется на предоставлении комплексных решений для 3D-печати металлом, включая исследования и разработки в области металлических порошков, производство, принтеры от малых до сверхбольших размеров, оптимизацию процессов, системы постобработки и услуги по производству компонентов.
Доктор У Синьхуа демонстрирует первый в мире полноразмерный реактивный двигатель, изготовленный с использованием SLM 3D-технологий. Фото: AmPro Innovations
От традиционного производства к 3D-печати: неизбежная технологическая эволюция
Традиционное производство вакуумных камер и микроканальных радиаторов с жидкостным охлаждением включает в себя сложные многоэтапные процессы, сопряженные с рядом проблем:
1. Сложная технология изготовления капилляров: поддерживать одинаковый размер пор и толщину слоя в спеченных структурах непросто, что часто приводит к засорению или неравномерному перетоку.
2. Дефекты пайки: неровные поверхности соединения и внутренние загрязнения часто приводят к ослаблению или деформации соединения.
3. Ограничения микроканалов: традиционные процессы не позволяют создавать сложные 3D-геометрии, а такие проблемы, как деформация при сварке и риски нарушения герметичности, остаются нерешенными.
Эти ограничения долгое время препятствовали инновациям как в области свободы проектирования радиаторов, так и в области оптимизации их характеристик. Внедрение технологии селективного лазерного плавления (Selective Laser Melting, SLM) коренным образом изменило ситуацию. Благодаря возможности одноэтапного изготовления сложных капиллярных каналов, гетерогенных пористых структур и интегрированных корпусов, AmPro Innovations свела к минимуму этапы сборки и устранила риски утечек, связанные с традиционными методами соединения.
Четыре ключевых преимущества радиаторов AmPro, напечатанных на 3D-принтере:
1. Свобода проектирования и монолитная конструкция
3D-печать позволяет напрямую создавать сложные капиллярные структуры, такие как сотовые, пористые и дендритные, которые легко интегрируются с корпусами, опорами и проточными каналами. Такая цельная конструкция исключает ошибки при выравнивании и слабые паяные соединения, что значительно повышает надежность — особенно это важно для компактных устройств с высокой плотностью компонентов, таких как ноутбуки и модули 5G, для которых требуются специальные решения для охлаждения.
2. Усовершенствование материалов для работы в экстремальных условиях
В то время как традиционные радиаторы изготавливаются почти исключительно из меди, компания AmPro Innovations использует титановые, алюминиевые, нержавеющие и никелевые суперсплавы. Ее запатентованный высокопрочный алюминиевый сплав GA520 обладает исключительной прочностью на разрыв и относительным удлинением, а также поддерживает обработку анодным окислением. В результате радиаторы, напечатанные компанией AmPro Innovations на 3D-принтере, могут надежно работать в высокотемпературных, агрессивных и подверженных вибрациям средах, открывая новые возможности для применения в аэрокосмической и других отраслях.
Информация: AmPro Innovations
3. Оптимизация процесса для достижения максимальной производительности
Благодаря усовершенствованному контролю уплотнения компания AmPro Innovations снизила пористость до уровня ниже 0,3%, достигнув почти теоретической плотности 99,7%, что значительно превышает отраслевые стандарты. Шероховатость поверхности была снижена до 0,6 мкм снаружи и до 2,2 мкм внутри, что обеспечивает зеркальную гладкость, повышающую эффективность потока жидкости и теплообмена.
Срез металла. Фото: AmPro Innovations
Кроме того, управление остаточными напряжениями и оптимизированные опорные конструкции предотвращают деформацию тонкостенных конструкций. Радиаторы компании имеют толщину стенок от 0,3 мм и ширина проточных каналов всего 0,143 мм, намного превосходящий возможности традиционной механической обработки.
Микроканалы микрорадиатора. Фото и информация AmPro Innovations
4. Быстрый выход в серию / прохождение итераций и масштабируемое производство
Модель «от САПР к реальности» 3D-печати значительно сокращает циклы исследований и разработок, позволяя создавать индивидуальные структуры для высокотеплопроводных чипов. AmPro Innovations предоставляет решение от оперативного перехода от прототипирования к массовому производству, удовлетворяя как индивидуальные мелкосерийные, так и крупномасштабные промышленные потребности.
Эти результаты в совокупности подтверждают, что радиаторы AmPro, напечатанные на 3D-принтере, не уступают — а во многих случаях превосходят — по надежности и производительности радиаторы традиционного производства.
Применение: от аэрокосмической отрасли до ракетных двигателей
Радиаторы AmPro, напечатанные на 3D-принтере, уже доказали свою эффективность в ряде высокотехнологичных областей применения. В одном из примечательных случаев в аэрокосмической отрасли тепловой масляный радиатор из алюминиевого сплава GA520 был изготовлен всего за 36 часов, что демонстрирует сочетание эффективности и производительности компании. AmPro продолжает расширять свое присутствие в аэрокосмической отрасли, электронике и новых источниках энергии.
Заключение: 3D-печать меняет будущее систем терморегулирования
Инновации компании AmPro Innovations показывают, что напечатанные на 3D-принтере радиаторы — это не просто замена одного процесса другим, а комплексная промышленная трансформация. Преодолевая ограничения традиционного производства, 3D-печать обеспечивает прорыв в области свободы проектирования, универсальности материалов, точности процесса и эффективности производства.
Посмотреть модельный ряд 3D-принтеров AmPro Innovations можно по ссылке. Чтобы получить консультацию, заполните, пожалуйста, форму ниже.