AMCMの金属3Dプリンティングマシン用アルゴンガス熱交換器
産業機械向け積層造形熱交換器のケーススタディ 3Dプリンティング
カスタマイズされた金属3DプリンティングマシンのリーディングプロバイダーであるAMCM社は、積層造形技術の進歩を追求する中で、同社の主力製品であるM 4Kプリンターの熱管理と性能の強化を目指しました。
AMCMは、銅のような難易度の高い材料の製造時間の延長と高速処理の要求を満たすために、改良された熱交換器を求めてコンフラックス・テクノロジーに注目しました。
AMCMの目的は主に2つあった：
- 圧力損失を最小限に抑えながら、アルゴンガスの温度を25℃以下に下げる。
- 既存の熱交換器よりも大きくないサイズの支持ダクトを含む、合理的なモノリシック・デザインを作る。
コンフラックスは、全体的な形状やサイズに自由度を持たせることで、目標を上回る熱交換器を実現しました。この熱交換ソリューションは、コスト競争力を維持しながら、元のサイズのわずか7%のパッケージで、より高い熱交換性能を提供し、AMCMに効率と手頃な価格の両方を保証しました。
発見と実現可能性の段階
コンフラックスの各プロジェクトは、顧客の熱伝達の課題とその望ましい目標を把握するための初回ミーティングから始まります。このセッションで、チームは境界条件、優先順位、制約条件、設計の前提条件についてAMCMと議論を深めました。
AMCMの技術革新・エンジニアリングチームから、圧力損失と出口ガス温度に重点を置いた要求事項を受け取った後、Confluxチームは、推定性能範囲を含む予備的なCFDシミュレーションを行いました。目標性能を達成するためのフィンのサイズ、設計、密度、流路の高さに関する最適な構成を詳述した包括的なレポートが作成されました。この文書には、全体的なパッケージのサイジング、製造の見積もり、連続生産の技術的・商業的実現可能性の評価も含まれています。
アディティブ・マニュファクチャリング・プリント・マシンでアルゴンガスはどのように使われているのか？
アディティブ・マニュファクチャリング・プリント・マシンでアルゴンガスはどのように使われているのか？アルゴンは3Dメタルプリンティングにおいて、酸素のない環境を作り出すために使用される。アルゴンは保護ガスとして機能し、印刷プロセス中に金属粉が酸素と反応するのを防ぎます。これにより、高品質の結果を保証し、不要な化学反応のリスクを最小限に抑えます。
プルーフ・オブ・コンセプト構築段階
コンフラックスのアディティブ・マニュファクチャリングに最適化されたデザインのライブラリーから、デザイン・エンジニアが最終的に選択したのは、以下のようなものだった。 コア・ベース・モデル 他の用途で成功を収めている、"Steel "製の熱交換器を採用し、既存の熱交換器のスペースに収まるようにパッケージング要件を調整した。
設置のための接続に合わせ、フォームファクター、ダクト、ベーン、アウトレットなど複数の要素が構成された。例えば、AMCMは、より少ない圧力損失でより良い流量を可能にするために、ダクトの直径を大きくするよう要求した。これらやその他の特徴は、性能の向上、実用的な要件、最終的な用途への具体的な適合を確実にするために、適応され、改良されました。
CADモデルによるコンフラックスの熱交換器と既存の熱交換器の比較
コンフラックスのプリプロダクション・プロトタイプ
テスト
この熱交換器には不活性ガスが使用されるため、製造から後処理に至るまで厳しいレベルの清浄度が要求されます。コンフラックス独自の後処理技術に加え AS9100D認証 熱交換器の信頼性を顧客に保証する。
プロトタイプがコンフラックスの厳しい社内チェックを通過したため、AMCMはM 4Kの量産機で社内テストを実施した。性能テストとクリーン度テストに合格し、AMCMは連続生産の注文を確定した。
「私たちAMCMは、この熱交換器の性能に感銘を受けています。アルゴンガスの温度を非常に一定に保ってくれるので、コンポーネントの品質が向上するだけでなく、M4Kの全体的な熱管理と性能にも役立っています。圧力損失は予想以上に低く、コンパクトな設計を考えると印象的でした。"
ウルリッヒ・シュミット AMCMのシステム開発者連続生産への移行
コンフラックスはAMCMに、彼らの要求以上のものを満たすアルゴンガス熱交換器を提供した。
AMCMは、この連続生産の受注により、世界中の既存のM 4Kマシンを改造し、熱管理システムをアップグレードし、顧客に最新の熱伝達技術を提供する。
最小限の圧力損失でアルゴンガスの温度を下げる：
この機能により、製造時間や品質の向上といった多くの利点が得られ、M 4Kプラットフォームの性能を押し上げる重要な利点となる。
93% 包装容積削減：
コンフラックスの設計は、パッケージ全体の容積を93%という驚異的な削減を実現しながら、従来よりも優れた性能を達成した。
モノリシックビルド：
アディティブ・マニュファクチャリングの多くの利点の1つは、モノリシックな製品を製造できることである。コンフラックスは、熱交換器の両端に支持ダクトを作ることに成功し、各製品の単価をAMCMの目標範囲内に抑えることで、会社のマイルストーンを達成した。AMCMにとっては、世界中のM 4K顧客に新しい熱交換器を展開する計画であるため、設置やメンテナンスのプロセスを簡素化できる。
