{"id":61040,"date":"2025-01-31T00:01:34","date_gmt":"2025-01-30T23:01:34","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=61040"},"modified":"2025-01-29T14:26:59","modified_gmt":"2025-01-29T13:26:59","slug":"waermekontrollsysteme-3d-gedrucktes-rohrsegment-310120251","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/waermekontrollsysteme-3d-gedrucktes-rohrsegment-310120251\/","title":{"rendered":"Zukunft der W\u00e4rmekontrollsysteme: 3D-gedrucktes Rohrsegment kombiniert Heizung und Sensor"},"content":{"rendered":"

Die meisten der heute verwendeten W\u00e4rmekontrollsysteme sind schwer, sperrig und erfordern dar\u00fcber hinaus viele Verbindungskabel. Das EU-Projekt AHEAD (Advanced Heat Exchange Devices) zielt darauf ab, diese Systeme zu optimieren, und nun wurde ein vielversprechendes Ergebnis vorgestellt: ein 3D-gedrucktes Rohrsegment<\/a>, das die Fl\u00fcssigkeit in Mechanically Pumped Loops (MPL) erhitzen und ihre Temperatur messen kann.<\/span><\/p>\n

Entwickelt wurde das Rohrsegment vom Schweizer Technologie-Innovationszentrum CSEM in Zusammenarbeit mit LISI Aerospace Additive Manufacturing und Thales Alenia Space France. Das Besondere an dem 3D-gedruckten Rohrsegment ist, dass es Heizelemente und Temperatursensoren kombiniert. Au\u00dferdem k\u00f6nnte es zuk\u00fcnftig in thermischen Kontrollsystemen von Satelliten<\/a> verwendet werden. Aber auch au\u00dferhalb der Satellitentechnologie<\/a> k\u00f6nnte das Segment in IoT-Anwendungen oder der Industrie 4.0, wo Heiz- und \u00dcberwachungsl\u00f6sungen die Zuverl\u00e4ssigkeit von W\u00e4rmemanagementprozessen verbessern, eine wichtige Rolle spielen.<\/span><\/p>\n

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Das Segment wiegt 115 Gramm, ist 150 Millimeter lang und kann bei Temperaturbereich von – 65 \u00b0C bis +85 \u00b0C sowie bei einem Druck von bis zu 48 bar arbeiten. (Bild: CSEM)<\/p><\/div>\n

Doch wie wurde das 3D-gedruckte Rohrsegment hergestellt, und wie kommt es in MPLs zum Einsatz? Mechanically Pumped Loops lassen Fl\u00fcssigkeiten wie Ammoniak zirkulieren, damit W\u00e4rme von hei\u00dfen zu kalten Bereichen transportiert wird. Das 3D-gedruckte Rohrsegment soll hier das K\u00fchlmittel beheizen und die Temperatur messen, um die thermische Regulation zu steuern. Hierf\u00fcr wurde das Segment aus Edelstahl<\/a> 316L und mittels Laser-Pulverbett-Schmelzen<\/a> produziert. Der 3D-Druck<\/a> verringerte die Notwendigkeit, separate Komponenten zu verkleben oder zu verdrahten, was die MPL-Installation vereinfacht, da ohne den Verdrahtungsprozess Risiken reduziert werden. Auch Herv\u00e9 Saudan, Projektleiter bei CSEM, betont, dass das Design f\u00fcr eine gleichm\u00e4\u00dfige W\u00e4rme\u00fcbertragung sorgt, da die Heizdr\u00e4hte optimal um das Rohr angeordnet sind, wobei Fehler wie Delamination oder Kabeltrennung wegfallen.<\/span><\/p>

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Dennoch brachte die Herstellung auch erhebliche Herausforderungen mit sich, wie beispielsweise den 3D-Druck langer elektrischer Leitungen, die elektrisch von der Rohrstruktur isoliert bleiben sollen. Hierf\u00fcr wurden Opferbr\u00fccken, also St\u00fctzstrukturen<\/a>, entwickelt \u2013 eine Designl\u00f6sung, die die elektrische Isolation zwischen Dr\u00e4hten und der Rohrstruktur gew\u00e4hrleistet und der Aush\u00e4rtung ganz einfach entfernt werden kann. Dar\u00fcber hinaus musste das Laser-Pulverbett-Schmelzen aufgrund der kleinen L\u00fccken zwischen Struktur und Dr\u00e4hten hochpr\u00e4zise sein. Das bedeutet, die L\u00fccken durften nicht zu eng sein, da dies zu gro\u00dfer Materialverschmelzung f\u00fchrt, und gleichzeitig durften sie nicht zu gro\u00df sein, da dies die W\u00e4rme\u00fcbertragung von Dr\u00e4hten auf die Innenseite des Rohrs beeintr\u00e4chtigt. Die Design- und Herstellungsprozesse wurden nun durch ein Patent gesch\u00fctzt.<\/span><\/p>\n