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Aplicación de camisa de agua de refrigeración impresa en 3D

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el equipo alemán de carreras de fórmula FSG "E-Stall" en cooperación con EPLUS3D

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Aunque los intercambiadores de calor industriales de mayor tamaño siguen utilizando técnicas de fabricación tradicionales, la mayoría de las veces la demanda de intercambiadores de calor se orienta hacia tamaños cada vez más pequeños y estructuras más compactas.

La principal ventaja que aporta la tecnología de fabricación aditiva por impresión 3D es una mayor libertad de diseño, que permite una transferencia de calor más eficiente al tiempo que reduce el número de piezas necesarias. Esto supone menos espacio y menos material, lo que hace que el dispositivo sea más ligero y, al mismo tiempo, pueda gestionar una mayor carga térmica y densidad de potencia.

Hoy compartiremos un caso práctico de una camisa de agua de refrigeración impresa en 3D diseñada y desarrollada por el equipo alemán de carreras de fórmula "E-Stall" en colaboración con nosotros para experimentar el acelerador tecnológico representativo Cómo mejorar el rendimiento de las piezas mediante la tecnología de fabricación aditiva para los deportes de motor.

Retos de refrigeración de los motores de alto rendimiento

El equipo de carreras "E-Stall" de la Universidad de Ciencias Aplicadas de Esslingen está diseñando y fabricando un coche de carreras eléctrico para la FSG.

Durante muchos años, E.Stall ha sido un competidor reconocido en la competición de Fórmula Student. Basándose en la experiencia de la anterior temporada de carreras, esperan mejorar el sistema de refrigeración del coche de carreras eléctrico en términos de fiabilidad. La camisa de agua de refrigeración utilizada por el equipo E.Stall estaba hecha de plástico resistente a las altas temperaturas, dividida en dos medias cáscaras, e instalada directamente en el motor. El propósito de la camisa de agua de refrigeración es ajustar la temperatura del motor para evitar que se sobrecaliente durante la carrera. Si el motor no se enfría a tiempo, el riesgo de daños es alto. En temporadas anteriores, se utilizaban camisas de agua de refrigeración de plástico, que eran propensas a tener fugas de agua y causaban problemas en el motor.

Aumentar la libertad de diseño del sistema de refrigeración

El equipo de E.Stall utilizó la tecnología de impresión en 3D de fundición láser de lecho de polvo de EPLUS3D para obtener más espacio libre para la optimización del diseño de la camisa de agua de refrigeración.

En las carreras de tracción total eléctrica, los motores de alto rendimiento deben ser refrigerados. En las llantas de los coches de carreras sólo hay una pequeña cantidad de flujo de aire, por lo que es esencial utilizar una camisa de agua de refrigeración. Hay un conjunto de tuberías de agua de refrigeración en ambos lados, y los dos motores del coche de carreras se refrigeran mediante los correspondientes convertidores.

E.Stall adopta el último plan de diseño de fabricación aditiva y el EP-M250Pro, una camisa de agua de refrigeración de aluminio impresa en 3D, que es una camisa de agua de refrigeración de aluminio impresa en 3D, que resuelve el problema de las fugas de agua y el agua de refrigeración. La estructura y el peso de la camisa también se han optimizado considerablemente.

La versatilidad de la tecnología de impresión 3D de metales ofrece al equipo de E.Stall más oportunidades para probar nuevas formas, lo que es imposible con los métodos tradicionales. Al mismo tiempo, las propiedades del material del aluminio permiten que toda la superficie de la camisa de agua de refrigeración disipe el calor.

La camisa de agua de refrigeración de aluminio impresa en 3D adopta un diseño de integración de funciones, en el que el circuito de agua de refrigeración está integrado en la estructura de paredes finas. El equipo de E. Stall realizó una simulación de fluidos en la camisa de agua de refrigeración diseñada mediante fabricación aditiva, y mejoró continuamente el plan de diseño, y finalmente obtuvo una camisa de agua de refrigeración de aluminio con un diámetro interior de 94 mm, un diámetro exterior de 112 mm y una altura de 126 mm.

Según el equipo de E.Stall, con la ayuda del equipo de Eplus 3D y su última tecnología de fabricación aditiva, pueden utilizar una impresora 3D de alta precisión para reducir el grosor de la pared de la camisa de agua de refrigeración, reduciendo así el diámetro total. Este complicado diseño es inimaginable mediante la tecnología de fabricación tradicional.