مبدل گرمایی ساخته شده با پرینتر سه بعدی
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 1650 درجه فارنهایت و با فشار بیشتر از 3600 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.