Courtesy of InterestingEngineering

Heat Exchanger 3D-Print Baru Meningkatkan Efisiensi Panas 27 Persen

Mengembangkan dan memvalidasi desain heat exchanger inovatif berbasis optimasi topology dan manufaktur aditif untuk meningkatkan efisiensi dan kepadatan daya dibandingkan desain tradisional.

13 Mei 2025, 02.30 WIB

78 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Desain baru penukar panas dapat meningkatkan efisiensi termal dalam sistem berperforma tinggi.
Optimisasi topologi dan pencetakan 3D memungkinkan pembuatan geometri internal yang kompleks.
Penelitian ini menunjukkan keberhasilan kolaborasi antara desain digital dan validasi dunia nyata.

Madison, Wisconsin, Amerika Serikat - Heat exchanger tradisional biasanya menggunakan pipa lurus untuk memudahkan proses pembuatan. Namun, desain ini tidak optimal untuk efisiensi transfer panas, terutama di lingkungan industri dan aerospace yang memerlukan performa tinggi.

Tim dari Universitas Wisconsin–Madison berhasil menciptakan heat exchanger dengan saluran fluida yang berliku dan rumit menggunakan teknik optimasi topology. Pendekatan ini bertujuan meningkatkan luas permukaan dan membuat fluida lebih dinamis sehingga meningkatkan kemampuan transfer panas.

Untuk merealisasikan desain kompleks ini, mereka menggunakan teknologi cetak 3D logam berbasis laser powder bed fusion. Metode ini memungkinkan pembuatan struktur internal yang tidak bisa dibuat dengan mesin konvensional.

Pengujian eksperimental yang dilakukan membandingkan model baru dan tradisional menunjukkan bahwa heat exchanger hasil inovasi ini memiliki kepadatan daya 27% lebih tinggi. Hal ini sangat menguntungkan untuk aplikasi di bidang penerbangan dan antariksa yang membutuhkan alat yang efisien sekaligus ringan dan ringkas.

Proyek ini menjadi contoh sukses penggunaan desain komputasi, manufaktur aditif, dan pengujian nyata secara terintegrasi, membawa kemajuan penting di bidang teknologi pertukaran panas.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/innovation/3d-printed-heat-exchanger-delivers-leap-for-aviation-cooling

Analisis Ahli

Xiaoping Qian

"Optimasi desain dan pemanfaatan additive manufacturing memungkinkan pembuatan heat exchanger yang jauh lebih efisien dengan kompleksitas geometris yang belum pernah dicapai sebelumnya."

Dan Thoma

"Laser powder bed fusion adalah teknologi kunci yang membuka kemungkinan manufaktur struktur internal yang rumit dan presisi tinggi, sangat cocok untuk aplikasi teknik canggih."

Mark Anderson

"Pengujian eksperimental yang kami lakukan memberikan bukti nyata bahwa desain baru ini bukan sekadar teori, tapi siap diaplikasikan di dunia nyata dengan performa unggul."

Analisis Kami

"Pendekatan optimasi topologi yang dipadukan dengan manufaktur aditif membuka jalan untuk inovasi desain heat exchanger yang sebelumnya mustahil dibuat. Ini bukan hanya loncatan teknologi, tapi juga revolusi dalam cara kita mendesain dan memproduksi alat penting di industri kritis."

Prediksi Kami

Desain heat exchanger 3D-print dengan optimasi topologi kemungkinan akan menjadi standar baru dalam industri aerospace dan pembangkitan energi, menggantikan model tradisional demi efisiensi lebih tinggi dan penghematan ruang serta bobot.