La energía solar concentrada (CSP) se distingue de otras fuentes de energía renovable usando el almacenamiento de energía termal (TES) y los motores de calor convencionales de enviar energía a pedido. Sin embargo, para alcanzar un coste de la energía levelized competitivo (LCOE), los costes de sistema de CSP deben ser reducidos.
Estudios recientes de varias superficies mínimas periódicas triples (TPMS) y de superficies nodales periódicas pues los cambiadores de calor han mostrado que las superficies de Schwarz-D TPMS tienen propiedades excelentes de la transferencia de calor. los carburos, los boruros y los compuestos del metal de transición del grupo IV-VI son los materiales de cerámica altísima temperatura mas comunes (UHTC). Antes de la introducción de fabricación aditiva, los dispositivos de TPMS eran difíciles de fabricar.
Comparado a los métodos anteriores de fabricar las estructuras de cerámica de TPMS, la fabricación aditiva del jet adhesivo se está convirtiendo como método prometedor y escalable de formar cerámica. La impresión adhesiva del jet se ha utilizado para fabricar las placas del cambiador de calor de UHTC conjuntamente con la infiltración reactiva, pero no se ha utilizado para fabricar las estructuras de UHTC TPMS sinterizadas a las altas densidades relativas. Las lecciones aprendieron de los nanomaterials de la sinterización sugieren que la densidad cruda baja durante el moldeado no es siempre un problema y que la realización de buena uniformidad es más importante.
En este estudio, los autores demostraron la viabilidad de la fabricación aditiva del espray adhesivo de las estructuras de UHTC-TPMS sinterizando e imprimiendo a candidatos vacíos. Los componentes con por lo menos la densidad relativa teórica del 92% fueron creados, que son también parte del TPMS.
La densidad de la blanco representa la transición del intermedio al estadio final de la sinterización, que es necesaria sinterizar formas complejas de la cercano-red a la densidad completa y suprimir la impregnación del gas usando la técnica de la sinterización HIP. El propósito de la pieza de la demostración TPMS era considerar si los parámetros de la impresión y de la sinterización obtenidos de los especímenes de la prueba fueran aplicables a la geometría compleja que sería utilizada para el diseño del cambiador de calor.
El equipo imprimió 9 pedazos cúbicos del cm 3 TPMS y los sinterizó sin torcerlos o la fractura. Las topologías del diseño, los materiales y los avances de la fabricación se presentan para alcanzar funcionamiento de la mejor-en-clase en sales fundidas del cloruro en cambiadores de calor de CSP.
Los investigadores discuten el uso de una combinación de fabricación aditiva y de sinterización del jet de la carpeta de construir las células de ZrB2-MoSi2-based UHTC-TPMS. Debido a sus buenas características y calidad de proceso, ZrB2-MoSi2 fue elegido intencionalmente como candidato inválido para demostrar la viabilidad de un cambiador de calor de UHTC-TPMS hasta que el mejor material de UHTC para este uso podría ser determinado.
Fue mostrado que la fabricación aditiva del espray adhesivo se puede utilizar para imprimir y para sinterizar las estructuras de UHTC-TPMS. Para limitar con eficacia la distorsión, fue encontrado que una estrategia espacio-limitadora era necesaria. Podía utilizar la materia de base convencional del polvo con un d50 de aproximadamente 2-3 m, el mismo tamaño usado en el proceso convencional de UHTC. Estos materiales se sinterizan a una densidad relativa teórica de 92-98%, que es suficiente evitar que los líquidos del cambiador de calor el paso a través de las paredes, la separación de las dos regiones y tengan en cuenta la presión isostática termal cuando se requieren densidades más altas.