3D打印 | 赛峰集团推出新型航空发动机热交换器HIPEX - 3D打印技术参考

3D打印 | 赛峰集团推出新型航空发动机热交换器HIPEX

                   

3D打印技术参考注意到,赛峰航天推进器公司在巴黎航展上展示了一款被称为HIPEX的热交换器,是其基于革命性的空气动力学设计的新型高性能热交换器。由于其弯曲或可调节的形状,与当前型号相比,其空气动力阻力减半,同时提供相同的热性能。需要指出的是,该热交换器采用金属3D打印制造

3D打印 | 赛峰集团推出新型航空发动机热交换器HIPEX

飞机发动机的大部分冷却是由位于发动机和机舱之间的空气-油热交换器提供的,热交换器可以冷却运行中发动机的机油,从而尽可能优化发动机的容量。由于目前的设计方式,热交换器很难集成到发动机中,并且会在气流中产生阻力,从而影响发动机的燃油消耗。因此,新型设计的热交换器必须设计成适合非常小的空间,还必须响应非常严格的机械要求(振动、冲击、叶片脱落等)。
 
凭借其在发动机油系统设计方面的经验,并在创新合作伙伴的支持下,赛峰航天推进器公司开发了单块交换器,该交换器结构紧凑、更具空气动力学性能且更易于集成到发动机中。基于优化设计和金属3D打印技术,新的热交换器可适用于当前或未来的所有类型的发动机

3D打印 | 赛峰集团推出新型航空发动机热交换器HIPEX金属3D打印的新型高性能热交换器

新的热交换器在测试台及发动机的实际测试中,均展示了强大的性能,甚至已集成到Leap发动机中以进行进一步测试。值得注意的是,这是赛峰航天推进器公司系列中的全新产品。 

该公司总裁兼首席执行官表示,由于其完全创新的形状,新型热交换器将在某些发动机上节省高达1%的燃油消耗,碳排放和成本控制均可得显著改善。具体的说,该产品可以为长途飞机减少减少4000吨二氧化碳排放,并在飞机的使用寿命内减少超过100万美元的成本

3D打印 | 赛峰集团推出新型航空发动机热交换器HIPEX法国总统参观LEAP发动机

为航空发动机设计更为高效的热交换器因3D打印技术的成熟而变得可能。实际上,赛峰并不是唯一一家借助3D打印改进热交换器结构的航空发动机企业,根据3D打印技术参考此前的介绍,通用航空在知名的GE9X发动机上也使用了3D打印的热交换器。

3D打印 | 赛峰集团推出新型航空发动机热交换器HIPEX

GE9X上的3D打印热交换器

GE9X发动机上有1个3D打印的热交换器,使用粉末床激光熔融工艺和铝合金材料。3D打印技术将原先热交换器需要由焊接组成的163个零件优化成1个整体构件,具有优化的通道和充分利用3D打印设计自由度开发的复杂内部几何形状,借助3D打印一体成形,使重量减轻40%,生产成本减少25%,同时大大提高了热交换效率,并且提高了热交换器的使用寿命

3D打印 | 赛峰集团推出新型航空发动机热交换器HIPEXGE赞助的3D打印热交换器挑战赛入围作品

热交换器为一种热量传递设备,广泛用于航空航天、汽车、电力等诸多领域,通用公司还资助过相关的大学生挑战赛。传统热交换器在优化方面已经做了大量工作,但在设计过程中受到几何造型、材料和制造工艺的限制,通常整个组件是由管道或金属板构成,必须考虑焊接、钎焊或螺栓连接等连接技术。

增材制造作为一种先进的制造技术,基于计算机辅助设计的三维模型,遵循逐层制造过程,能够制造非常复杂设计的热交换器。增材制造突破了热交换器的外形设计,由于不需要考虑传统的进出口与换热组件的连接工艺,异型进出口和应用全新设计理念的换热组件随之出现。

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