コンフラックステクノロジー：3Dプリントされたスーパーチャージャー冷却装置、コア容積を15％削減

2022年6月、アンタークティックベアは、熱伝達の専門家であるコンフラックステクノロジーが、自動車の過給のためにエンジンに入る空気を冷却するために使用できるチャージエアクーラー「コンフラックスWCAC」という、初の事前設計された3Dプリント製品の発売を発表したことを知りました。 Conflux Technologyは3Dプリント技術を活用することで、デバイスの重量と性能を最適化できただけでなく、高級車にも使用できるようにサイズを拡大することができた。

△コンフラックスの新しいチャージエアクーラーの動作原理。画像はConflux Technologyより。

Conflux の付加製造と「製品化」変革<br /> Conflux は、熱および流体管理アプリケーションにおける 3D プリントの使用を専門とするエンジニアの Michael Fuller によって 2017 年に設立されました。現在、Conflux は、粉末床溶融結合式 3D 印刷装置を通じて、さまざまなアプリケーション開発、設計、プロトタイピング、小ロット生産サービスを提供しています。同社の 3D プリント機能は、計算による熱伝達シミュレーションによってもサポートされており、自動車、航空宇宙、防衛などの用途向けに最適化された熱交換器を作成できます。

LBPF は、Conflux が使用する金属積層造形技術です。 LBPF は、ファイバーレーザーを使用して微細な金属粉末を選択的に溶かし、目的の 3 次元オブジェクトを形成する、層ごとの構築プロセスを採用しています。レーザービームはレンズシステムを通過し、2 つの高精度ミラーによって誘導され、配置されます。粉末の層が選択的に溶融された後、ビルドが下げられます。リコーターを使用して別の層の粉末を塗布し、部品全体に粉末を均一に広げ、レーザー溶融プロセスを繰り返します。この層ごとのプロセスは、部品の最終的な高さが達成されるまで繰り返されます。

LBPF は、AM 熱交換器のパフォーマンスを最適化するために重要な高密度、薄壁、複雑な機能を作成できます。 Conflux は、主に以下の理由から、製品の設計と製造を実現するために AM を選択しました。

1. 性能最適化: ●熱交換熱と比熱が向上。
●構造全体の軽量化：大幅な軽量化を実現。
●モノリシックコンポーネントの熱性能とサイズをさらに向上 ●低圧力損失: 最適化されたフロー設計により圧力損失が低減し、システム効率が向上します。
●変形可能なプロセッサ設計により、外形寸法への適応性が得られます。

2. 生産● BOMの削減: 全体的なフォームにより、注文量と製造サイクルを削減できます。 ● 廃棄物の削減: 原材料の高利用率 ● 納期: 設計段階での迅速な試作、製造中の再処理なし ● 在庫の削減: 需要に応じて製造するだけ ● 現地製造: 現場での印刷、または専門のサービス代理店での印刷

Conflux は 5 年前に AM Ventures から最初の資金提供を受けて以来、研究開発資金として 850 万ドル (オーストラリアドル) を調達することに成功しました。同社はすでに「シンクロトロン」粒子加速器を使用して、マクロレベル以下のレベルでゼロを調べ始めており、ディーキン大学と協力して新しい3Dプリントアルミニウム材料の開発も進めている。 2022年5月、コンフラックスはGKNエアロスペースとの提携も発表しており、同社の技術は欧州の顧客向けに熱交換器を3Dプリントするために使用される予定だ。 WCAC の立ち上げにより、同社は従来のサービス主導型モデルから製品主導型モデルへの移行を発表し、これは同社の「継続的な製品化戦略」の第一歩であると考えられています。

△コンフラックス社の新型ウォーターチャージエアクーラーの上面図。画像はConflux Technologyより。

スーパーチャージャー冷却システムが登場<br /> 実際、チャージエアクーラーは高性能車のコンプレッサーとエンジン吸気バルブの間に設置される装置で、ターボチャージャーから排出される熱い空気を液体で冷却します。このような装置は、従来の空対空インタークーラーよりも効率的な代替品とみなされることが多く、高密度の空気をエンジン室に送り込む手段としても機能します。

コンフラックスは、熱交換器開発における長年の専門知識を活かし、既存の製品よりも優れた独自の空冷装置を開発することで、このプロセスを最適化することを目指しています。現在のマイクロチューブ WCAC と比較して、この Conflux WCAC はコア容積、空気側の圧力降下、重量を大幅に削減します。

● 水側圧力損失を82%削減
湿重量39%削減
● 空気側の圧力損失が24%減少
●コア容積15%削減

「お客様は部品のディテールと表面仕上げに大変満足しており、WCAC コアのサイズがこれほど小さいのにこれほど高い性能を提供できるとは信じられなかったようです」と、Conflux のビジネス開発責任者であるベン・バタゴル氏は語ります。「3D プリントの利点を活用することで、Conflux は競合他社を大きくリードしています。」

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