英國計量公司雷尼紹（Renishaw）經(jīng)常從事金屬3D打印工作，其目標是使該技術更易于使用和成為主流。 RenAM 500M是一種激光粉末床聚變系統(tǒng)，專門設計用于金屬部件的工廠車間生產(chǎn)，例如HiETA Technologies公司專業(yè)的熱交換器系列，采用增材制造實現(xiàn)能源效率和性能。

成立于2011年，擁有覆蓋整個AM產(chǎn)品開發(fā)流程的設施，HiETA開發(fā)金屬AM方法，生產(chǎn)用于熱管理應用的輕量級復雜結構，如內(nèi)燃機部件，渦輪機械，回收器和燃料電池熱交換器。 該公司已經(jīng)注冊了一些3D打印換熱器專利，多次與雷尼紹公司合作，最近在電動汽車的微型渦輪增程器上工作。

現(xiàn)在，雷尼紹的技術正被用于幫助HiETA從原型階段轉向金屬3D打印換熱器的商業(yè)化生產(chǎn)。

“幾乎所有的項目，我們正在嘗試減輕部件和解決熱管理問題。 通過與雷尼紹的合作，我們生產(chǎn)的元件通常比市場上任何同類產(chǎn)品的體積輕，體積小40％，“HiETA Technologies首席項目工程師Stephen Mellor說。 “這是可能的，因為利用Renishaw技術，我們可以設計和制造許多新穎，高性能的表面集成到一個單一的組件。 用傳統(tǒng)的方法這將是非常困難的?！?/span>

熱交換產(chǎn)品通常由已經(jīng)焊接在一起的薄片材料制成。由于設計復雜，焊接材料使部件更重，生產(chǎn)困難且耗時。

已經(jīng)有一些關于使用3D打印來制造熱交換器的研究，HiETA希望確認該技術能夠創(chuàng)造出所需的薄壁，然后制成一個完整的組件。另外，正如雷尼紹所說，公司希望通過項目獲得的經(jīng)驗和知識“將樣品和原型制造過程轉化為小批量生產(chǎn)”。

使用Renishaw的AM250系統(tǒng)，兩家公司共同生產(chǎn)數(shù)據(jù)并開發(fā)參數(shù)設置，成功地將Inconel薄的無泄漏墻壁打印到150微米厚度。他們使用AM250上的各種設置，在Renishaw的Stone工廠以及HiETA的Bristol和Bath Science Park總部制作了樣品。樣品隨后進行熱處理和表征。這些公司能夠通過這些樣品確認薄壁結構的機器參數(shù)，HiETA在其設計指南中列入了用激光粉末床融合3D打印的熱交換器中的傳熱。一旦他們開發(fā)了無泄漏整體墻，HiETA和Renishaw就轉移到一個完整的全尺寸單元，這個單元可以在“合理的建造時間”內(nèi)建造。

與英國車輛集成商Delta Motorsports一起，兩家公司參與了兩個獨立的建筑項目，其中第一個項目是一個立方體熱交換器（回熱器），可用作電動車輛增程器。第二個項目是一個環(huán)形回流換熱器，其目標是將組件設計成比傳統(tǒng)長方體更復雜的形狀，因為這樣可以幫助降低成本，提高循環(huán)效率和產(chǎn)品性能，并提供包裝效益。由于集成歧管，環(huán)形換熱器是一個更緊湊的系統(tǒng)，實際上可以纏繞其他部件。

第一個成功的3D打印組件是在17天內(nèi)建成的，HiETA和Renishaw通過優(yōu)化工藝參數(shù)降低了80個小時，同時改進了軟件和硬件。根據(jù)測試，重量和體積都降低了30％的部件滿足了傳熱和壓降的要求。

除了優(yōu)化雷尼紹設備以處理更大的樣品之外，HiETA還利用這些項目創(chuàng)建了一個從熱交換器內(nèi)核中提取多余粉末材料的過程，項目的流體流動和熱傳遞數(shù)據(jù)也被納入了HiETA的計算流體動力學（CFD）和有限元分析（FEA）程序，用于評估新組件設計的潛在性能。 Renishaw反過來又增加了軟件改進來創(chuàng)建部分構建指令，并且“在整個換熱器被切成薄層時便于處理大量的數(shù)據(jù)”。

由于雷尼紹AM250的成功，HiETA投資了強大的RenAM 500M系統(tǒng)，使該公司能夠經(jīng)濟高效地生產(chǎn)少量的商業(yè)元件。

Mellor說：“我們現(xiàn)在正在生產(chǎn)真正的商業(yè)應用的發(fā)動機零件，以及對要求非?？量痰目蛻簟?我們使用雷尼紹的AM技術來生產(chǎn)非常復雜的零部件，以具有競爭力的價格提供高性能。”