飛機的現(xiàn)代發(fā)動機產(chǎn)生大量的熱量，這些熱量必須以某種方式從發(fā)動機傳遞出去。散熱器提供了一種將熱量從這些發(fā)動機傳遞出去的方法。Unison Industries正在開發(fā)一種新型的散熱器，這種散熱器包括第一流體入口的第一歧管和限定第二流體入口的第二歧管。

這是一種形狀十分復雜的散熱器，其中，第一組雙曲線流動通道包括一組分叉流動通道，其中包括多個鞍形點，在該鞍形點處，該組第一分叉流動通道中的兩個沿著一個平面漸近地會聚，然后在正交平面上漸近地發(fā)散。第二組雙曲線流動通道與第二流體入口流體連通。

第二組雙曲線流動通道也包括一組分叉流動通道，其中包括多個鞍形點，在該鞍形點處，該組第二分叉流動通道中的兩個沿著一個平面漸近地會聚，然后在正交平面上漸近地發(fā)散。第一分叉流動通道的至少一部分和該組分叉第二流動通道的至少一部分交織在一起。

Unison Industries所開發(fā)的這款熱交換器是設置在飛機的航空電子設備底盤中。不過其設計原理理論上可以在任何需要或利用熱交換器或對流熱傳遞的環(huán)境中具有普遍適用性，例如在飛機的渦輪發(fā)動機內(nèi)。此外，還可以拓展到非飛機的應用領域，以及其他移動應用和非移動工業(yè)，商業(yè)和住宅應用。

其設計的核心理念是通過復雜的幾何形狀提供了多達50％或更多的散熱效率。此外，雙曲線，分叉和相互纏繞的幾何形狀提供更大的傳熱系數(shù)，不僅改善了熱交換器的效率，同時使壓力損失最小化并改善了傳熱系數(shù)。

無疑，3D打印是實現(xiàn)復雜形狀制造的絕佳技術。熱交換器可以通過增材制造來制造，例如直接金屬激光熔融技術或直接金屬激光燒結技術。通過增材制造可以快速準確地制造設計中的阻擋結構。此外，可以將阻塞結構圖案化為與特定熱交換器組件所需的一樣大或小。

類似地，通道的非水平取向可以在增材制造期間提供有效的粉末排空，并且可以最大化構造質量和最小化表面粗糙度。除此之外，還可以改善強度，格子結構或準格子結構在熱交換器內(nèi)提供了改進的強度。另外，具有正交定向的多組分叉流動通道也為熱交換器提供了改進的結構完整性。

Review

在飛機的熱交換器的制造方面，可以說市場上已經(jīng)存在不少案例。根據(jù)3D科學谷的市場觀察，這其中包括2015年3D Systems公司與America Makes、霍尼韋爾公司、賓州創(chuàng)新材料加工中心的合作，他們與美國空軍研究實驗室（AFRL）簽訂了一項價值130萬美元的新合同，3D Systems公司的選擇性激光熔融技術將用于先進的飛機熱交換器制造。當時3D Systems稱這將徹底改變噴氣發(fā)動機的制造，同時還將進一步將3D打印技術帶入換熱器市場，這是一個數(shù)十億美元的市場機會。3D Systems公司不僅為美國空軍提供創(chuàng)新的、高性能熱交換器，而且將提供部分強度、耐壓性和性能等方面的重要數(shù)據(jù)。

而究竟3D打印將在熱交換器的產(chǎn)業(yè)化方面達到怎樣的影響力和覆蓋面，這不僅僅取決于3D打印設備，材料的價格，還取決于工藝質量是否能夠達到一致可控，以及標準與認證的完善，而最重要的是如何從設計端獲得以產(chǎn)品功能實現(xiàn)為導向的正向設計突破。