تحقیقات جنرال موتورز، از پرینت سه بعدی برای طراحی مبدل گرمایی با عملکرد بالا استفاده می‌کنند

شرکت مهندسی و خودروسازی جنرال موتورز هم به فهرست شرکت‎هایی پیوست که پرینتر سه بعدی را وارد فرایندهای کاری‎شان کرده‌اند. این شرکت با همکاری با دانشگاه مریلند و لابراتوار ملی اوک ریج (Oak Ridge National Laboratory) مبدل گرمایی با عملکرد فوق‌العادده ساخته‌اند که در دمای بالای ۱۶۵۰ درجه فارنهایت و با فشار بیشتر از ۳۶۰۰ پاسکال هم کار می‏کند. این مبدل یک پاکساز درونی هم دارد که می‎تواند تولید نیرو را در پلتفرم‌های نیروگاهی امروز و آینده بهینه کند.

پیتر دی باک، مهندس بخش گرمایی در تحقیقات جنرال موتورز و مدیر پروژه در جایزه طراحی ARPA-E، می‌گوید: ترکیب مهارت‌های منحصر به فرد اعضای تیم، منجر به تولید مبدلی خواهد شد. این امر سبب جابجایی مرزهای کارآمدی میگردد.  “ما از دانش گسترده‎ مان در مهندسی مواد و گرما استفاده می‎کنیم و با استفاده از قدرت پرینتر سه بعدی، آن‎ها را به شیوه‎ای به کار می‎بندیم که تا امروز ممکن نبوده. با طراحی سه بعدی، ما به اصول جدیدی در طراحی و معماری رسیدیم و این به ما اجازه ساخت یک ابزار “فرادما” را می‏دهد.

چگونگی کار کردن این مبدل گرمایی:

دی باک این نکته را هم گفته که مبدل‎های گرمایی، نقشی شبیه به ریه در بدن انسان دارند. او بیان می‌کند “ریه‌ها، دما را تبدیل و هوا را تصفیه می‌کنند. آن‏‎ها هوای مورد تنفس ما را به چرخش می‌اندازند تا بدن در بهترین حالت عملکرد خودش باقی بماند و دمای آن هم خیلی پایین یا خیلی بالا نرود. مبدل‌های گرمایی در مراکز تولید نیرو (مثل توربین‎ های گازی) هم کم و بیش همین کار را می‏کنند و تنها تفاوتشان با ریه، بالا بودن دما و فشار است. جنرال موتورز و دانشگاه مریلند حالا با افزایش زیرساخت‎ه ایشان توانسته‎ اند قدمی در راستای طراحی سه بعدی مبدل‌هایی بردارند که عملکرد بهینه‏‎ تری دارند و گازهای گلخانه‎‌ای کمتری به محیط وارد می‎کنند.

 

این مبدل گرمایی، یک فوق آلیاژِ نیکلیِ مقاوم دارد که در برابر شکست و دمای بالا مقاوم است و به شکل منحصر به فرد برای فرایندهای ساختاری در گروه تحقیقاتی جنرال موتورز ساخته شده. لابراتوار ملی اوک ریج، گروه تخصصی شناخته شده خودش را که در زمینه خوردگی مواد حرفه ای هستند به کار می‎گیرد تا عملکرد طولانی‎ مدت مواد را آزمایش و اعتبارسنجی کنند. وقتی این تحقیقات کامل شد، مدبل گرمایی می‎تواند کارایی دمایی بالاتری در مقابل چرخه‎ های نیروی گرما داشته باشد. چرخه ‏هایی مثل دی‌اکسید کربن فوق حاد  در تولید نیروی برایتون. علاوه بر این، مبدل‎های مقاوم در برابر گرما می‎توانند کاربردهای جدید و مفیدی در صنعت هوافضا داشته باشند. هدف این برنامه تحقیقاتی دو و نیم ساله، ساخت و نمایش یک مبدل گرمایی با پرینتر سه بعدی است که بهترین مقاومت را در برابر دما و فشار داشته باشد.