Trong khi các kỹ thuật sản xuất truyền thống vẫn được sử dụng cho các bộ trao đổi nhiệt công nghiệp lớn hơn, sản xuất phụ gia kim loại đang ngày càng tìm thấy các ứng dụng trong các thiết kế nhỏ hơn, gọn hơn như thiết bị điện tử, ứng dụng năng lượng tái tạo, chu trình làm lạnh, pin nhiên liệu, xe động cơ đốt trong và cuối cùng là xe điện. Ưu điểm chính của công nghệ này là tự do thiết kế lớn hơn, cho phép truyền nhiệt hiệu quả hơn trong khi giảm số lượng bộ phận cần thiết. Điều này dẫn đến việc sử dụng ít không gian và vật liệu hơn, cho phép sử dụng các thiết bị nhẹ hơn để xử lý tải nhiệt và mật độ điện cao hơn.
Có một số cách để tận dụng lợi thế của sản xuất phụ gia cho các bộ trao đổi nhiệt hiệu quả hơn.
1. Tăng diện tích có sẵn để trao đổi nhiệt thông qua việc sử dụng các cấu trúc mạng tinh thể, các cánh tản nhiệt được ghim và các vi kênh. Tất cả các tính năng này cho phép truyền nhiệt cao hơn với chi phí giảm áp suất lớn hơn trên bộ trao đổi nhiệt. Đặc biệt, kết cấu lưới nếu không được thiết kế phù hợp có thể ảnh hưởng xấu đến hiệu quả chung của hệ thống do khả năng chống dòng chất lỏng tăng lên. Mặt khác, vây ghim hầu như luôn có lợi: trong khi chỉ có những cải tiến nhỏ được mong đợi từ vây hình tròn và hình elip, thì vây kim cương, khí động học và hình chữ nhật cung cấp tốc độ truyền nhiệt cao nhất trên mỗi lần giảm áp suất.
2. Tăng sự hỗn loạn dòng chảy trong các kênh nội bộ. Dòng xoáy được tạo ra trong dòng chảy dọc trục để tạo ra trường vận tốc vuông góc trực giao, làm giảm độ dày lớp biên và thúc đẩy trao đổi nhiệt. Dòng xoáy này có thể được tạo ra bằng các ống xoắn hoặc máy tạo xoáy. Điều thứ hai có thể đạt được với Công nghệ Đun chảy Laser Chọn lọc (SLM / DMLS) mà không cần lắp đặt và gần như không mất thêm chi phí với thân bộ trao đổi nhiệt và cung cấp hệ số truyền nhiệt tăng 40% mà chỉ có tổn thất áp suất thấp.
3. Thu được bằng phương pháp nhám bề mặt. Mặc dù có thể đạt được những cải tiến về hệ số truyền nhiệt lên đến 70%, nhưng cách tiếp cận này làm tăng đáng kể hệ số ma sát, do đó dẫn đến tổn thất áp suất cao hơn. Hiệu ứng này càng trở nên quan trọng hơn đối với các kênh vi mô có đường kính thủy lực nhỏ.
Tùy thuộc vào ứng dụng cụ thể và hình dạng tổng thể, những cải tiến này có thể giúp các nhà thiết kế đạt được hiệu suất mục tiêu bằng cách tận dụng quyền tự do thiết kế mà Metal AM cung cấp để thiết kế các thiết bị quản lý nhiệt hiệu suất cao, hiệu quả về chi phí.