在第八屆應(yīng)用能源國際會議上，3D打印展示了自己優(yōu)化冰箱生產(chǎn)的能力。該技術(shù)被用來制造位于一個熱聲發(fā)動機(jī)核心的熱交換器堆疊板。熱聲發(fā)動機(jī)使用聲波來制冷。

替代危險的化學(xué)品

一臺典型的冰箱使用氨、二氧化硫、丙烷等有毒氣體來制冷。當(dāng)被釋放到大氣中時，這些物質(zhì)會對人和大氣造成危害。

相比之下，熱聲冰箱（TAR）使用的是惰性氣體，其熱聲發(fā)動機(jī)通過一個專門設(shè)計的平板堆疊來引導(dǎo)聲波，從而產(chǎn)生和分配熱量。這些平板通常由一種特殊的Corning Celcor陶瓷材料或Mylar塑料制成。它們要么制備的，要么是手工切割而成的，以滿足規(guī)格要求。

注意到這種方法的低效率，馬來西亞工藝大學(xué)以及法國雷恩第一大學(xué)的研究員提出用3D打印來制作這些堆疊板。

3D打印堆疊板

為了打印堆疊板，研究人員使用了一臺Stratasys Objet24 3D打印機(jī)。該機(jī)器將材料噴射到一個基板上，隨后將其固化成一個固體層。在這個過程中，研究員使用的平板介質(zhì)是Stratasys的VeroWhitePlus Rgd835剛性不透明材料。在導(dǎo)熱性方面，VeroWhitePlus優(yōu)于常用的Mylar塑料，但其導(dǎo)電性不及Celcor陶瓷。

3D打印堆疊板和實驗性裝置

3D打印的局限性使得堆疊板之間的間距為0.5mm，比理想的間距更大，更窄的間距能增加堆疊板的性能系數(shù)（COP）。但相比之下這樣間距已經(jīng)不錯了，因為現(xiàn)成的Celcor陶瓷堆疊板之間的間距為1mm。3D打印堆疊板有一個相匹配的厚度。

改進(jìn)性能并優(yōu)化

一旦完成3D打印，VeroWhitePlus堆疊板被放置在一個實驗性的熱聲裝置中，以測試其效率。最高溫度測試表明，與Mylar塑料和Celcor陶瓷相比，3D打印堆疊板顯示出最佳性能。

最后，研究人員總結(jié)說，通過3D打印，從繪制堆疊板到制造的錯誤已被最小化，不一致被消除，制造時間被縮短。如果制造技術(shù)能跟上優(yōu)化理論，熱聲冰箱的性能有望被進(jìn)一步提高。