Conflux busca la automatización para escalar la impresión 3D de intercambiadores de calor

May 31, 2023

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A medida que la fabricación aditiva (AM) se industrializa lo suficiente para la producción de piezas finales a escala, la industria ha entrado en una fase en la que la tecnología se aplica a aplicaciones muy específicas donde su valor tiene más sentido. La firma de capital riesgo de impresión 3D AM Ventures es un actor clave en el cultivo de esta tendencia, ya que ha invertido en una variedad de nuevas empresas que satisfacen estos nichos.

Entre ellos se encuentra Conflux Technology, un desarrollador de intercambiadores de calor impresos en 3D y otras soluciones térmicas, que podría tener un impacto enorme en la fabricación aditiva y el mundo exterior. Para obtener más información, hablamos con el director ejecutivo y fundador Michael Fuller, quien pudo ponernos al día desde la última vez que lo entrevistamos en 2021.

Fuller se inició en el mundo del automovilismo, donde trabajó como ingeniero de diseño y director de equipos que han competido en la Fórmula 1, el Campeonato Mundial de Rally y las 24 Horas de Le Mans. A diferencia de algunos de nosotros, que hemos deambulado de un interés a otro a lo largo de nuestras vidas, Fuller siempre había sido un apasionado de las carreras. Y cuando, cuando era un niño en Australia, comenzó a escribir por correspondencia con sus equipos favoritos, esencialmente le entregaron un guión que podría guiarlo a lo largo de su carrera.

“Cuando era niño, mi padre me animó a redactar una carta para enviarla a los equipos de carreras que seguía apasionadamente como fan en Europa, porque había estado diciendo que quería ser ingeniero de autos de carreras y diseñador para un par de de años. Entonces, escribí esta carta y se la envié a todos los jefes de los equipos de Fórmula 1 y algunos de ellos me respondieron”, recordó Fuller. “Dijeron: 'Mira, si quieres diseñar los autos, entonces tendrás que obtener un título en ingeniería mecánica o un título aeroespacial y luego comenzar a trabajar en la fórmula inferior. Entonces ven a Europa y hablaremos entonces. Así que eso es lo que hice”.

Sin embargo, una vez que decidió regresar a Australia por motivos familiares, se quedó sin un guión profesional y tuvo que empezar a escribir el suyo propio. El mundo del automovilismo europeo le había enseñado a Fuller cómo soportar un calendario agotador, mientras alimentaba su apetito por un trabajo estimulante y desafiante. También fue uno de los primeros en adoptar la AM y comprendió sus implicaciones para mejorar la transferencia de calor. Entonces, sentado en casa con un tobillo roto y un tiempo de recuperación de 10 semanas, Fuller se puso a diseñar lo que pensó que era el intercambiador de calor ideal, solo posible con impresión 3D.

“Para comercializar el diseño patentado de intercambiador de calor que había perseguido, necesitaría mucho capital y gente más inteligente y más capaz en una serie de áreas relacionadas con el establecimiento y operación de un negocio. Entonces, conseguí que algunos cofundadores se unieran y encontré a AM Ventures como un inversor estratégico”, dijo Fuller.

Conflux ha creado una serie de intercambiadores de calor y otras soluciones térmicas que aprovechan al máximo las ventajas de la AM. Esto incluye consolidar piezas en conjuntos únicos impresos en 3D, reducir el peso y geometrías intrincadas que mejoran el rendimiento.

Específicamente, la AM permite diseños que sean capaces de equilibrar las compensaciones entre el intercambio de calor y la caída de presión. Un intercambiador de calor con una superficie elevada permite una mayor transferencia de calor, pero puede ser ineficiente ya que la restricción de flujo a través del dispositivo puede ser demasiado alta. Lo contrario ocurre con un dispositivo con poca superficie. AM es capaz de sacar lo mejor de ambas palabras mediante la producción de diseños que antes eran imposibles.

Quienes han seguido a Conflux conocen bien la tecnología de la startup. Al optimizar los diseños de los sistemas térmicos, es posible hacerlos lo más eficientes posible. A su vez, se desperdicia menos energía, lo que significa que algo como un motor puede funcionar durante períodos de tiempo más largos con una sola carga, tanque de gasolina u otra entrada. Esto también significa, en general, menos emisiones.

La experiencia de Fuller puede estar en los deportes de motor, pero las aplicaciones de sus productos se extienden mucho más allá de las carreras de alto rendimiento. Las soluciones térmicas impresas en 3D se pueden utilizar en casi cualquier industria que uno pueda imaginar, desde la refrigeración de motores de cohetes y aviones de hidrógeno en el sector aeroespacial hasta baterías en vehículos eléctricos o microchips en granjas de servidores.

Aunque la automoción y la aeroespacial tienden a ser sectores verticales críticos para la mayoría de las empresas de AM, puede ser en la electrónica donde el valor de la AM para la refrigeración puede materializarse más rápidamente. Debido al tamaño de los dispositivos electrónicos, es posible imprimir en 3D lotes más grandes de componentes a la vez, reduciendo así el precio total del producto.

Diferentes tamaños y estilos de intercambiadores de calor impresos en 3D.

“La refrigeración de la microelectrónica es de particular interés porque hay algunos ajustes fundamentales realmente buenos. El coste de la complejidad de la microelectrónica puede ser muy alto. Si nos fijamos en los centavos por placa fría, ventilador o intercambiador de calor que se utilizan en la refrigeración de microelectrónica, la geometría no disminuye con el tamaño. Sigue siendo bastante tosco y de baja resolución”, explicó Fuller. “Mientras que podemos ofrecer una resolución mucho mayor a escalas más pequeñas. Y luego tiene otros beneficios fundamentales al llevar la producción a miles de unidades en una sola construcción. Puedes tener cosas anidadas tridimensionalmente y tener algunos buenos aspectos económicos con los que jugar”.

Estos beneficios de la impresión 3D están convergiendo con los avances, o la falta de ellos, en el espacio de la electrónica, donde, por ejemplo, los fabricantes están alcanzando límites térmicos que no pueden superar.

“Están construyendo chips de próxima generación que son capaces de hacer más trabajo, pero se requiere una innovación realmente fuerte para alejar el calor de los chips y lograr los vatios por milímetro cuadrado necesarios. Y estamos justo en la mezcla haciendo eso con nuestro trabajo de I + D en cámaras de vapor y fabricación de placas frías comerciales. Hay una asíntota que podremos ver en términos de consumo de energía en microelectrónica en todo el mundo incluso durante las próximas décadas”, dijo Fuller.

Al igual que otras empresas que apuntan a aplicaciones muy específicas, como Vectorflow, Conflux está intentando equilibrar productos configurables personalizados y estándar. Como se demostró con el producto intercambiador de calor de cartucho de la empresa, es posible mejorar instantáneamente la energía de un sistema colocando un intercambiador de calor impreso en 3D semiestándar Conflux, lo que tendrá un costo menor que si Conflux hiciera el dispositivo completamente personalizado. La empresa también ha desarrollado una biblioteca de geometrías que puede aplicar a diversos trabajos para optimizar aún más su flujo de trabajo.

Un intercambiador de calor tipo cartucho impreso en 3D.

Entonces, la siguiente etapa es reducir aún más los costos aumentando la automatización, desde las etapas de preproducción hasta la posproducción, y modularizando el flujo de trabajo para que pueda implementarse cerca de los clientes en todo el mundo. Desde el principio, esto significa entrenar una IA para convertir los requisitos de un cliente en una solicitud fácil de procesar que incluya condiciones límite, como flujo, temperatura y rendimiento. Para el procesamiento previo y posterior de los trabajos de impresión reales, esto significa automatizar el manejo manual entre estaciones. Esto también incluye la aplicación de software a las máquinas de posprocesamiento para que realicen sus operaciones de eliminación de polvo de la manera más eficiente posible, una técnica que hemos visto aplicada por Solukon. Conflux incluso está explorando el uso de la automatización para marketing y ventas.

Diseño de Conflux para AM.

"Necesitamos reducir nuestros ciclos de ventas y aumentar los ciclos de ventas uno a uno, largos y técnicos, de empresa a empresa", dijo Fuller. “Necesitamos intentar desacoplar algunos de los elementos allí y poner mucha información en manos de nuestros clientes mientras toman decisiones de compra que no requieran mucho intercambio con nosotros. Así es como escala”.

Para alcanzar la siguiente etapa de crecimiento, Conflux está en proceso de buscar nuevas inversiones, en las que AM Ventures juega un papel importante. El director Philip Schultheiss explicó: “En los últimos años, estamos muy impresionados por el trabajo excepcional realizado por el equipo de Michael para perfeccionar las habilidades de diseño y fabricación necesarias para escalar la tecnología y ponerla a disposición de los clientes en todo el mundo. Estamos ansiosos por ayudar a Conflux en esta próxima fase, junto con nuestros coinversores actuales y potenciales”.

En un mundo con un clima alterado y un auge de los combustibles fósiles, la eficiencia energética es la reina. Es en parte por esta razón que AM Ventures decidió invertir en la startup australiana.

“Abordar el cambio climático depende de la capacidad de reducir el consumo de energía y aumentar la eficiencia. Con este fin, Michael y su equipo están diseñando la siguiente generación de intercambiadores de calor mediante la aplicación de fabricación aditiva, a la altura de este formidable desafío. Su experiencia única en transferencia de calor y fabricación aditiva, junto con un extraordinario espíritu de equipo, nos convencieron de que Conflux sería una incorporación significativa a nuestra cartera de inversiones”, dijo Schultheiss. "Al mirar hacia el futuro, anticipamos que los intercambiadores de calor de Conflux serán cada vez más adoptados en todas las industrias, incluida la fabricación general, la electrónica, la aeroespacial, los vehículos eléctricos y la automoción, particularmente donde el alto rendimiento y la eficiencia superior son fundamentales".

AM Ventures es el patrocinador de networking de la séptima conferencia anual Additive Manufacturing Strategies (AMS), que tendrá lugar del 6 al 8 de febrero en The Metropolitan Pavilion, Nueva York. Esta reunión exclusiva en persona promete un rico debate y establecimiento de contactos, reuniendo a visionarios de AM de todo el mundo. Para posibles patrocinadores y oradores, comuníquese con [email protected] o [email protected]. Todas las imágenes son cortesía de Conflux Technologies.

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