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ASSESSMENT OF ADDITIVE MANUFACTURING LIMITS FOR ECO-DESIGN OPTIMIZATION IN HEAT EXCHANGERS

Description du projet

Rationalisation de la technologie de fusion sélective par laser pour échangeurs thermiques

Capitalisant sur les avantages de la production de composants complexes et à faible volume, les fabricants de moteurs d’avions ont adopté la fabrication additive. La nouvelle liberté de conception induite par la fusion sélective par laser (SLM, Selective Laser Melting) permet de produire des pièces d’aéronefs complexes légères, durables et très efficaces. Le projet AManECO financé par l’UE a été lancé pour répondre à certains défis liés à l’utilisation de la SLM pour la conception des échangeurs thermiques. Le projet travaillera à l’amélioration des capacités de la SLM pour la fabrication de fines couches de paroi en mettant l’accent sur les performances aérothermiques et mécaniques. Dans l’ensemble, les résultats du projet permettront d’accroître l’efficacité des échangeurs thermiques de 10 %, de réduire les coûts de fabrication de 30 % et de limiter de 15 % les déchets de matériaux.

Objectif

Selective Laser Melting (SLM) is key for improved design and production process of aviation parts. Applied to heat exchangers (HX), it could dramatically improve global eco‐efficiency through access to radically new designs and open horizons in terms of shape, weight, efficiency. Nevertheless, some questions need to be solved regarding capability of Additive Manufacturing (AM) to manufacture thin walls, small holes/gaps, low overhang angle, resulting surface roughness and mechanical strength.
AManECO aims to enhance knowledge of metal AM and, specifically, the capability of SLM process to manufacture thin layers and wall thickness with adequate surface finish using AlSi7Mg0.6 and INCO 718 materials. In particular, to investigate aerothermal and mechanical performance of thin walls, to predict them in the design of AM-HX and consequently, be able to optimize the HX´s design process in an Eco-friendly way after knowing the limits of the metal AM technology.
For this purpose, testing samples will be designed and manufactured to characterize in terms of surface properties, pressure resistance and gas tightness evaluation, equivalent stiffness and aerothermal properties. Besides, numerical studies based on FEM and CFD simulations will be done. Then, a representative design of HX based on the initial SOA of AM limitations will be optimized with the gained knowledge. These designs, before and after optimization, will be processed and characterized. Then, a Life Cycle Inventory (LCI) database will be created to evaluate the ECO potential of the innovative HX.
AManECO will enable to:
- Increase efficiency of HX up to 10%.
- Reduce the overall of HX manufacturing costs by 30%.
- Reduce material waste and scraps by 15 % per component.
- Reduce time-to market up to 1 month.
A multidisciplinary consortium, with experts in HX design and AM (TUHH, LORTEK, FIT), samples characterization (CIDETEC, MU-ENG), numerical simulation (EPSILON, TUHH), and life cycle assessment and eco-design (CTME), has been defined.

Coordinateur

LORTEK S COOP
Contribution nette de l'UE
€ 490 250,00
Adresse
ARRANOMENDIA KALEA 4 A
20240 Ordizia
Espagne

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Région
Noreste País Vasco Gipuzkoa
Type d’activité
Research Organisations
Liens
Coût total
€ 490 250,00

Participants (6)