铂力特极小曲面新构型热交换器将亮相TCT Asia 2024

热交换器对设备长时间稳定运行起着关键作用，在航空航天、汽车及工业领域的多种应用场景中不可或缺。金属增材制造技术可以实现热交换器的优化设计与高性能复杂结构的一体化成形，为热交换器设计与效率突破带来了新的可能性。

点阵晶格结构是热交换应用中常用的设计构型，晶格的高表面积可以帮助热传递变得更高效。其中，“极小曲面”的点阵晶格结构近年来在热交换器领域获得了广泛关注与应用。极小曲面具有较大的孔隙率，连通性好，较大的表面积-体积比可以提高换热效率；表面光滑且孔洞高度连通，整体结构由隐式函数精确控制，承载时结构应力分布均匀，机械承载性能好，结合增材制造的工艺技术能力，可为高效热交换器的设计提供优异解决方案。

早在2019年，铂力特就提出了GYRIOD结构极小曲面概念热交换器，使用双激光设备BLT-S320打印。铂力特依据G构型极小曲面分别设计了S型/ U型两款热交换器方案，芯体胞元最小尺寸为2.5mm，壁厚0.4mm。该热交换器采用了较大的表面积-体积比的芯体结构特征，相对传统热交换器有效换热面积提升200%，同时芯体结构均为光滑过渡曲面，可大幅降低热交换器的流阻，提升液流特性。

通过不断对试样进行设计优化及性能测试，铂力特推出了三款新构型热交换器。G构型极小曲面热交换器，尺寸为161mm×40mm×20mm，采用G构型芯体，两相换热体积一致，同时具备良好的机械承载性和制备工艺性；P构型极小曲面热交换器，尺寸为150mm×40mm×33mm，适用于回转特征类换散热场景；D构型极小曲面热交换器，尺寸为161mm×40mm×20mm，比表面积大，换热效率高。三款热交换器为铝合金材料，目前正在进行换热性能研究，换热效率理论上可提升约30%。