Medtem ko se tradicionalne proizvodne tehnike še vedno uporabljajo za večje industrijske toplotne izmenjevalnike, proizvodnja kovinskih aditivov vse bolj najde uporabo v manjših, bolj kompaktnih oblikah, kot so elektronika, aplikacije za obnovljive vire energije, hladilni cikli, gorivne celice, vozila z motorjem z notranjim zgorevanjem in sčasoma električna vozila. Glavna prednost te tehnologije je večja svoboda oblikovanja, ki naj bi omogočila učinkovitejši prenos toplote ob zmanjšanju števila potrebnih delov. Posledica tega je manjša poraba prostora in materiala, kar omogoča uporabo lažjih naprav za večje toplotne obremenitve in gostote moči.
Obstaja več načinov, kako izkoristiti prednosti aditivne proizvodnje za učinkovitejše izmenjevalce toplote.
1. Povečajte območje, ki je na voljo za izmenjavo toplote z uporabo rešetkastih struktur, zatičenih rebrov in mikrokanalov. Vse te lastnosti omogočajo večji prenos toplote za ceno večjega padca tlaka v toplotnem izmenjevalniku. Zlasti struktura mreže, če ni pravilno zasnovana, lahko negativno vpliva na splošno učinkovitost sistema zaradi povečane odpornosti proti pretoku tekočine. Po drugi strani so zabodena rebra skoraj vedno koristna: medtem ko se od krožnih in eliptičnih rebrov pričakujejo le manjše izboljšave, diamantna, aerodinamična in pravokotna rebra ponujajo najvišje stopnje prenosa toplote na padec tlaka.
2. Povečajte turbulenco pretoka v notranjih kanalih. V aksialnem toku nastajajo vrtinčni tokovi, ki ustvarjajo kvadratno pravokotno hitrostno polje, kar zmanjšuje debelino mejne plasti in spodbuja izmenjavo toplote. Ta vrtinec lahko ustvarijo zvite cevi ali generatorji vrtincev. Slednje je mogoče doseči s tehnologijo Selecting Laser Melting Technology (SLM/DMLS) brez montaže in skoraj brez dodatnih stroškov s telesom toplotnega izmenjevalnika ter zagotavlja 40-odstotno povečanje koeficienta prenosa toplote le z nizkimi izgubami tlaka.
3. Pridobljeno z metodo grobe površine. Medtem ko je mogoče doseči izboljšave koeficientov prenosa toplote do 70 odstotkov, ta pristop znatno poveča koeficient trenja, kar posledično povzroči večje izgube tlaka. Ta učinek postane še pomembnejši za mikrokanale z majhnimi hidravličnimi premeri.
Glede na specifično uporabo in celotno geometrijo lahko te izboljšave pomagajo oblikovalcem doseči ciljno zmogljivost z izkoriščanjem svobode oblikovanja, ki jo ponuja Metal AM za načrtovanje stroškovno učinkovitih, visoko zmogljivih naprav za upravljanje toplote.