Progettazione della produzione additiva di uno scambiatore di calore basato su strutture TPMS per il settore aeronautico

Gli scambiatori di calore rappresentano componenti fondamentali in numerosi settori industriali, tra cui aerospace ed automotive. La loro progettazione richiede un bilanciamento tra elevata superficie di scambio termico, contenimento delle perdite di carico e riduzione di peso e ingombro. Le tecnologie di fabbricazione additiva, diversamente da quelle convenzionali, consentono la realizzazione di geometrie interne complesse in grado di favorire lo scambio termico grazie all’ottimizzazione simultanea delle prestazioni termiche e fluidodinamiche. In questo contesto, stanno avendo un interesse crescente le strutture metalliche ottenute a partire dalle cosiddette Triply Periodic Minimal Surfaces (TPMS), caratterizzate da elevati rapporti superficie/volume e ottime proprietà meccaniche e termiche. Tuttavia, la produzione di scambiatori TPMS mediante fabbricazione additiva presenta diverse criticità, connesse ad esempio a problematiche derivanti da una progettazione del processo produttivo non ottimizzata e all’intrinseca difficoltà di ispezione e di post-processing di strutture intricate e con regioni difficilmente accessibili. Il presente progetto ha come obiettivo la progettazione della produzione di uno scambiatore di calore rigenerativo ad alte prestazioni, destinato al recupero termico nei motori aeronautici basato su strutture TPMS e realizzato mediante fabbricazione additiva. Le fasi principali del progetto includono la definizione dei requisiti funzionali, la progettazione e l’ottimizzazione del processo produttivo, e la definizione delle operazioni di post-processing e controllo qualità.