Aplicación de la nueva tecnología de procesamiento de aluminio en el campo de los radiadores
La aleación de aluminio es uno de los metales más utilizados en la fabricación de radiadores. La aleación de aluminio tiene las características de baja densidad, alta conductividad térmica, buena ductilidad y alta resistencia. Es un material clave para la producción de componentes ligeros y de disipación de calor de alto rendimiento. La tecnología de procesamiento del radiador de aleación de aluminio incluye extrusión, estampado, fresado, pala de dientes, fundición a presión, soldadura por fricción por agitación, soldadura fuerte, etc.
En los últimos años, han surgido algunas nuevas tecnologías de procesamiento de aluminio, que han demostrado ventajas en términos de precisión dimensional, calidad del producto, alto rendimiento y peso ligero.
La soldadura fuerte en atmósfera controlable significa que el proceso de soldadura fuerte se lleva a cabo en un horno, y el gas en el horno no es aire, sino que se agrega nitrógeno para mantener la uniformidad de la temperatura del producto en un ambiente de nitrógeno libre de oxígeno. En junio de 2021, Seco / Warwick y la conocida compañía nacional de radiadores Suzhou Retech Cooling Technology Co., Ltd. ("Retech") llegaron a una cooperación para entregar una línea de producción de soldadura fuerte de aluminio en atmósfera controlada para su proyecto de placa fría de batería de vehículo eléctrico. Al mismo tiempo, Seco / Warwick también servirá a la producción de los intercambiadores de calor de la estación base 5G de Retech. La soldadura al vacío es un método de unión que apenas derrite el material base. Debido a que el horno está en un estado de vacío, la temperatura en el horno se puede controlar y ajustar con alta precisión. Es adecuado para unir piezas de precisión que requieren una estricta precisión dimensional. Showa Denko utiliza un proceso de soldadura al vacío para producir radiadores de aluminio para módulos de potencia de vehículos eléctricos (PM).
El PM de un vehículo eléctrico es un componente importante que ayuda a mejorar el rendimiento de todo el vehículo, ayudando a ampliar la autonomía de crucero del vehículo eléctrico y mejorar la eficiencia energética. Dado que el PM debe instalarse en un espacio limitado en el automóvil, se requiere que el radiador PM tenga una estructura compacta, un alto grado de libertad en los métodos de instalación y una alta eficiencia y alta disipación de calor. El radiador de aluminio PM fabricado por Showa Denko por soldadura al vacío es de tamaño pequeño. La aleta de aluminio para la disipación de calor está conectada directamente al sustrato aislante, y el diseño flexible de la ubicación del circuito de agua de enfriamiento está diseñado de manera flexible para lograr versatilidad y un alto efecto de disipación de calor.
TWI inventó una tecnología disruptiva llamada CoreFlow™, que puede procesar el material debajo del subsuelo de la pieza de trabajo sin derretir la pieza de trabajo. CoreFlow ™ es un desarrollo adicional de la soldadura por fricción por agitación (FSW) y el canal de fricción por agitación (FSC), que permite integrar los canales del circuito de enfriamiento en piezas integrales bidimensionales o tridimensionales en un solo paso de procesamiento. Estos canales se pueden utilizar para intercambiadores de calor u otros productos. La tecnología CoreFlow™ es un proceso de fabricación alternativo y eficiente para sistemas de gestión térmica, como placas frías para IGBT, LED y CPU / GPU o gabinetes integrados de refrigeración líquida para motores, baterías, fuentes de alimentación, etc.
La geometría del radiador puede ser relativamente simple debido a las limitaciones del proceso de producción, pero la fabricación aditiva (AM) de materiales metálicos brinda a los fabricantes la oportunidad de cambiar fundamentalmente el diseño y la producción del radiador. En general, los intercambiadores de calor y los radiadores son diseños lineales, rectangulares, tubulares o de carcasa; por lo tanto, la instalación en espacios confinados puede ser un desafío. AM puede diseñar e instalar intercambiadores de calor en espacios irregulares, que suelen ser más pequeños y ligeros que los espacios tradicionales, pero con el mismo rendimiento. AM también permite que se hagan múltiples piezas en una sola pieza, lo que reduce la cantidad de soldadura requerida o no requiere soldadura en absoluto, lo que reduce la probabilidad de fuga de refrigerante. Los ingenieros de PWR diseñaron un intercambiador de calor con una estructura de aletas y una matriz de tubos basada en la tecnología AM como punto de referencia para probar el espesor mínimo de la pared, el acabado de la superficie y la eficiencia de transferencia de calor, y finalmente se fusionó en el lecho de polvo de rayo láser Eplus3D (PBF-LB) El radiador de aluminio de mejor efecto se fabrica en la máquina EP-M250Pro.
El pionero de la tecnología de impresión 3D de inyección adhesiva y líder mundial ExOne anunció que su impresión 3D de inyección de adhesivo de aleación de aluminio 6061 ha sido aprobada por su cliente Ford Motor Company. El proceso patentado de impresión y sinterización 3D aglutinante a chorro de ExOne puede proporcionar de forma rápida y reproducible componentes de aleación de aluminio fabricados aditivamente con una densidad del 99% y propiedades de material comparables al aluminio fundido a presión. La fabricación aditiva de aleación de aluminio de chorro adhesivo es un método comercial viable, y la velocidad de producción en masa es mucho más rápida que la de la impresión 3D basada en láser, lo que mejorará la competitividad de la fabricación aditiva de radiadores de aleación de aluminio.
