CSEM開(kāi)發(fā)帶有嵌入式傳感器的3D打印管路,，可更有效的進(jìn)行熱管理

2022年10月3日，南極熊獲悉，世界上最大的粒子物理研中心之一CSEM（歐洲核子研究中心）,，正在協(xié)調(diào)一個(gè)由歐盟資助且備注關(guān)注的項(xiàng)目，通過(guò)開(kāi)發(fā)帶有嵌入式傳感器的3D打印管路,，來(lái)提高熱控制系統(tǒng)的性能,。

△3D打印金屬管路有壓力接頭,、電饋槽和氣溶膠噴射溫度傳感器

除了可能為歐洲核子研究中心和歐洲航天工業(yè),，開(kāi)辟新的基礎(chǔ)研究途徑外,，該聯(lián)盟希望將其技術(shù)帶入工業(yè)前階段，使其適用于廣泛的應(yīng)用,，包括工業(yè)加熱和冷卻系統(tǒng),、灌溉機(jī)制、手術(shù)器械和植入物,、機(jī)床,、機(jī)器人和汽車零部件。

該項(xiàng)目名為Advanced Heat Exchange Devices (AHEAD),，將加強(qiáng)瑞士在3D打印方面的優(yōu)勢(shì),，并幫助鞏固該國(guó)在創(chuàng)新前沿的地位。

△嵌入式傳感器3D打印管路,，管路內(nèi)表面嵌入溫度傳感器和加熱元件,。該系統(tǒng)還將包括一個(gè)能量回收設(shè)備，為嵌入式電子設(shè)備供電并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸

嵌入式傳感器3D打印管路
該項(xiàng)目于今年夏天啟動(dòng),，旨在徹底改變熱控制管理系統(tǒng),，例如衛(wèi)星和太空火箭等幾種高性能設(shè)備的關(guān)鍵部件。因?yàn)�,，�?dāng)今使用的大多數(shù)熱控制系統(tǒng)都很笨重,，并且需要大量的連接電纜。AHEAD的目標(biāo)是開(kāi)發(fā)更緊湊,、更便宜和無(wú)線的系統(tǒng),。

CSEM項(xiàng)目協(xié)調(diào)員Hervé Saudan說(shuō)：“從廣義上講，我們的目標(biāo)是開(kāi)發(fā)可用于將電纜,、連接器和傳感器等電子元件,，集成到許多不同類型的3D打印物體中的技術(shù)。因?yàn)�,，將傳感器嵌入工藝設(shè)備的能力,，將是工業(yè)4.0的一個(gè)重要特征。這些傳感器收集的數(shù)據(jù)可用于為過(guò)程控制,、過(guò)程優(yōu)化和預(yù)測(cè)性維護(hù)提供人工智能算法,。”

△CERN的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)

空間模塊和粒子探測(cè)器
該3D打印管路目前瞄準(zhǔn)的兩個(gè)精準(zhǔn)應(yīng)用：空間模塊和CERN的新大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī),。

CERN計(jì)劃在工程師目前正在開(kāi)發(fā)的,，硅探測(cè)器熱控制系統(tǒng)中，使用上了新型3D打印傳感器管道,。由于管道是在AHEAD下創(chuàng)建的,，因此探測(cè)器的熱控制系統(tǒng),，不需要復(fù)雜的電纜設(shè)置，可進(jìn)一節(jié)省空間,，并允許通過(guò)直接的溫度讀數(shù),，可以更好的進(jìn)行熱管理。這項(xiàng)新技術(shù)還可以讓工程師用更有效,、對(duì)環(huán)境破壞更小的冷卻劑取代現(xiàn)有的冷卻劑,。

△金屬3D打印帶有傳感器的管路，通過(guò)直接的溫度讀數(shù),，可以更好的進(jìn)行熱管理

CERN項(xiàng)目經(jīng)理 Paolo Petagna說(shuō)：“在粒子探測(cè)器能夠提供預(yù)期的性能之前,，通常需要新技術(shù)進(jìn)行突破。這些3D打印傳感器管路會(huì)帶來(lái)一個(gè)全新的概念,，可能會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出最初的預(yù)期,，為重要行業(yè)帶來(lái)好處。這就是我們?cè)贏HEAD中看到的,�,！�

△“月球門戶”軌道空間站

3D打印傳感器管道更多應(yīng)用方向
該項(xiàng)目的主要合作伙伴之一Thales Alenia Space (TAS) ，正在研究如何在國(guó)際空間站的加壓模塊,，和美國(guó)宇航局的月球門戶空間站中使用該3D打印傳感器管路,。TAS還計(jì)劃將管路安裝在兩相機(jī)械泵送流體回路中，這是一種用于其電信衛(wèi)星的熱控制系統(tǒng),。

TAS的熱能專家Martin Raynaud解釋道：“為實(shí)現(xiàn)更輕的管路,、更緊湊的設(shè)計(jì)，以及更高的溫度測(cè)量精度和更快的組裝速度,，是我們的主要優(yōu)勢(shì),。它們?cè)试S更好的熱控制，這是所有空間系統(tǒng)的關(guān)鍵因素,。與歐洲和美國(guó)的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手相比,，這使我們具有顯著的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)�,！�

AHEAD項(xiàng)目預(yù)計(jì)將持續(xù)兩年時(shí)間,。它反映了瑞士在創(chuàng)新方面的突出貢獻(xiàn)，及其在3D打印技術(shù)方面的專業(yè)知識(shí),。

Hervé Saudan說(shuō)：“瑞士是歐洲人均申請(qǐng)3D打印專利數(shù)量最多的國(guó)家之一,。總的來(lái)說(shuō),，歐洲在這個(gè)領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位,。根據(jù)歐洲專利局的一項(xiàng)研究，過(guò)去幾年專利申請(qǐng)數(shù)量持續(xù)激增，2015年至2018年間,，每年增長(zhǎng)36%,。今天，歐洲領(lǐng)先于中國(guó)和美國(guó),。這一趨勢(shì)對(duì)瑞士經(jīng)濟(jì)來(lái)說(shuō)是一個(gè)真正的福音,，因?yàn)樵搰?guó)的競(jìng)爭(zhēng)力和吸引技術(shù)工人的能力，在很大程度上取決于自身的創(chuàng)新能力,�,！�