CCDC ARL به قطع علاقه ی زیادی به تکنولوژی AM دارد. آخرین پروژه ی این گروه تحت عنوان “تحقیقات در رابطه با طراحی مجازی و پروسه ی تعیین صلاحیت برای قطعات پرینت سه بعدی بهینه سازی شده برای دستگاه های چند لیزری” نه تنها بر بهینه سازی توپولوژیک مبدل های حرارتی تمرکز دارد بلکه بر جریان کلی طراحی و تولید هم متمرکز است.
مبدل های حرارتی مزیت دارا بودن سطحی بزرگ در تماس با مایع حامل حرارت را دارند. از این رو است که سینک های حرارتی باله هایی دارند تا سطح تماس با مایع را افزایش دهند. مطلوب ترین حالت توپولوژی مبدل های حرارتی از طریق این باله ها نیست؛ اما تا به حال تولید این توپولوژی های بهینه ی پیچیده بسیار مشکل بوده است.
به کمک یک 3D Systems DMP Factory 500 محققین در صدد استفاده از بهینه سازی توپولوژی هستند و ابعاد پرینت بزرگ این دستگاه، امکان پرینت مبدل های حرارتی کاربردی بزرگ را فراهم آورده است.
“نصب این سیستم در مرکز، تیم ما را قادر به استفاده از پیشرفت های پیشین نیروی دریایی و نیروی هوایی وAmerican makes و توسعه ی آن ها و رفع ایراداتشان می کند.” Ted Reutzel، پروفسور محقق
به دلیل سری بودن این تشکیلات، عکسی از آن وجود ندارد. اما در زیر می توانید تصویری از3D Systems از یک مبدل حرارتی که قبلا به روش DMP پرینت شده است را ببینید.
نگاره 1) مبدل حرارتی قدیمی
با توجه به اینکه تمرکز این پروژه بر بهینه سازی توپولوژی است می توان هندسه های پیچیده تری را انتظار داشت. با جست و جوی “topology optimized heat exchanger” ایده هایی از آنچه می توان انتظار داشت به دست خواهید آورد. به عنوان مثال دانه برف های سه بعدی یا سازه ای با فرم ارگانیک.
در زیر نمونه ای از توپولوژی بهینه سازی شده ی به کار رفته در یک سینک حرارتی از مؤسسه ی هوافضای KAIST کره ی جنوبی را مشاهده می کنید که تصویر سازی مناسبی از آنچه یک مبدل حرارتی بهینه سازی شده می توان باشد؛ است.
نگاره 2) بهینه سازی توپولوژیک مبدل های حرارتی
کاربرد
ارتش از این مبدل ها برای چه کاری استفاده می کند؟
جزئیات زیادی در این رابطه منتشر نشده استy اما طبق صحبت های دکتر Brandon McWilliams، مدیر برنامه ریزی سلاح ها و اداره ی متریال CCDC ARL:
“یکپارچه سازی و طراحی همزمان سازه ها، متریال و پروسه های تولید مبدل های حرارتی بهینه شده از منظر توپولوژی، پیشرفت های چشم گیر در فناوری مهمات در پشتیبانی از الویت های چندگانه ی مدرن سازی ارتش را سبب می شود.”
از این رو به نظر می رسد این بهینه سازی ها، استفاده های متنوع گسترده ای دارند؛ از توپخانه گرفته، تا سیستم های خنک کننده ی سلاح های انرژی.
هرچه که قرار است باشد؛ بهینه سازی توپولوژیک مبدل های حرارتی قطعا حیطه ی فعالی برای تحقیقات است و می تواند سبب دستاوردهایی شود که کاربری قطعات را بیش از پیش کند.