Sementara teknik manufaktur tradisional masih digunakan untuk penukar panas industri yang lebih besar, manufaktur aditif logam semakin menemukan aplikasi dalam desain yang lebih kecil dan lebih kompak seperti elektronik, aplikasi energi terbarukan, siklus pendinginan, sel bahan bakar, kendaraan mesin pembakaran internal, dan akhirnya kendaraan listrik. Keuntungan utama dari teknologi ini adalah kebebasan desain yang lebih besar, yang seharusnya memungkinkan perpindahan panas yang lebih efisien sekaligus mengurangi jumlah suku cadang yang dibutuhkan. Ini menghasilkan lebih sedikit ruang dan penggunaan material, memungkinkan perangkat yang lebih ringan digunakan untuk menangani beban termal dan kepadatan daya yang lebih tinggi.
Ada beberapa cara untuk memanfaatkan manufaktur aditif untuk penukar panas yang lebih efisien.
1. Meningkatkan area yang tersedia untuk pertukaran panas melalui penggunaan struktur kisi, sirip yang disematkan, dan saluran mikro. Semua fitur ini memungkinkan perpindahan panas yang lebih tinggi dengan biaya penurunan tekanan yang lebih besar di penukar panas. Secara khusus, struktur grid, jika tidak dirancang dengan benar, dapat mempengaruhi efisiensi sistem secara keseluruhan karena peningkatan resistensi terhadap aliran fluida. Di sisi lain, sirip yang disematkan hampir selalu bermanfaat: sementara hanya sedikit perbaikan yang diharapkan dari sirip melingkar dan elips, sirip berlian, aerodinamis, dan persegi panjang menawarkan laju perpindahan panas tertinggi per penurunan tekanan.
2. Meningkatkan turbulensi aliran di saluran internal. Arus eddy dibuat dalam aliran aksial untuk menciptakan medan kecepatan ortogonal persegi, mengurangi ketebalan lapisan batas dan mendorong pertukaran panas. Pusaran ini dapat dibuat oleh tabung bengkok atau generator pusaran. Yang terakhir ini dapat dicapai dengan Selecting Laser Melting Technology (SLM/DMLS) tanpa pemasangan dan hampir tanpa biaya tambahan dengan badan penukar panas dan memberikan peningkatan 40 persen dalam koefisien perpindahan panas dengan hanya kehilangan tekanan rendah.
3. Diperoleh dengan metode permukaan kasar. Sementara peningkatan koefisien perpindahan panas hingga 70 persen dapat dicapai, pendekatan ini secara signifikan meningkatkan koefisien gesekan, yang pada gilirannya menghasilkan kehilangan tekanan yang lebih tinggi. Efek ini menjadi lebih penting untuk saluran mikro dengan diameter hidrolik kecil.
Bergantung pada aplikasi spesifik dan geometri keseluruhan, peningkatan ini dapat membantu desainer mencapai kinerja target mereka dengan memanfaatkan kebebasan desain yang ditawarkan Metal AM untuk merancang perangkat manajemen termal berkinerja tinggi yang hemat biaya.