Tot i que les tècniques de fabricació tradicionals encara s'utilitzen per a intercanviadors de calor industrials més grans, la fabricació d'additius metàl·lics està trobant cada vegada més aplicacions en dissenys més petits i compactes, com ara electrònica, aplicacions d'energia renovable, cicles de refrigeració, piles de combustible, vehicles de motor de combustió interna i, finalment, vehicles elèctrics. El principal avantatge d'aquesta tecnologia és una major llibertat de disseny, que hauria de permetre una transferència de calor més eficient alhora que redueix el nombre de peces requerides. Això resulta en un menor espai i ús de material, permetent que els dispositius més lleugers s'utilitzin per manejar càrregues tèrmiques més altes i densitats de potència.
Hi ha diverses maneres d'aprofitar la fabricació additiva per a intercanviadors de calor més eficients.
1. Augmenteu l'àrea disponible per a l'intercanvi de calor mitjançant l'ús d'estructures de gelosia, aletes fixades i microcanals. Totes aquestes característiques permeten una major transferència de calor a costa d'una major caiguda de pressió a través de l'intercanviador de calor. En particular, l'estructura de la xarxa, si no es dissenya correctament, pot afectar negativament l'eficiència general del sistema a causa de l'augment de la resistència al flux de fluids. D'altra banda, les aletes pinçades són gairebé sempre beneficioses: mentre que només s'esperen petites millores de les aletes circulars i el·líptiques, el diamant, les aletes aerodinàmiques i rectangulars ofereixen les taxes de transferència de calor més altes per caiguda de pressió.
2. Augmenteu les turbulències de flux en els canals interns. Els corrents de remolí es creen en flux axial per crear un camp de velocitat ortogonal quadrada, reduint el gruix de la capa límit i promovent l'intercanvi de calor. Aquest vòrtex es pot crear mitjançant tubs retorçats o generadors de vòrtex. Aquest últim es pot aconseguir amb la Selecting Laser Melting Technology (SLM / DMLS) sense muntatge i gairebé sense cost addicional amb el cos de l'intercanviador de calor i proporciona un augment del 40% en el coeficient de transferència de calor amb només pèrdues de baixa pressió.
3. Obtingut pel mètode de superfície rugosa. Mentre que es poden aconseguir millores en els coeficients de transferència de calor de fins al 70%, aquest enfocament augmenta significativament el coeficient de fricció, que al seu torn resulta en majors pèrdues de pressió. Aquest efecte es fa encara més important per als microcanals amb petits diàmetres hidràulics.
Depenent de l'aplicació específica i la geometria general, aquestes millores poden ajudar els dissenyadors a assolir el seu rendiment objectiu aprofitant la llibertat de disseny que Metal AM ofereix per dissenyar dispositius de gestió tèrmica rendibles i d'alt rendiment.