Progetto di uno scambiatore di calore per motociclo mediante Additive Manufacturing = Design of a motorcycle heat exchanger using Additive Manufacturing

Il lavoro di tesi è mirato alla riprogettazione di uno scambiatore di calore mediante tecniche additive. Si tratta di dispositivi utilizzati per il trasferimento di energia termica ed hanno una funzione fondamentale nella determinazione dell’efficienza energetica dei sistemi a cui sono associati. Io scambiatore di calore in oggetto è appartenente ad un motociclo, e come le altre tipologie di veicolo si presenta come un CHEs (Compact Heat Exchengers), il suo scopo è quello di estrarre una determinata quantità di calore, da quella generata dalla combustione del motore, per ovviare a problemi relativi alla resistenza dei materiali e oli lubrificanti. Sfruttando l’aria come elemento di refrigerazione e particolari miscele di acqua ed additivi come vettore per il trasporto della potenza termica, si capisce fin da subito come il loro design ed i limiti delle tecnologie tradizionali non consentano di realizzare una progettazione realmente perfezionata e mirata allo scambio termico; inoltre, date le restrizioni nella progettazione di un veicolo molte volte si è costretti ad operare compromessi estetici. Le tecnologie Additive Manufacturing , con riferimento al Selective Laser Melting, offrono interessanti approcci per questi oggetti sia in termini di performance che estetici. Guidati nella progettazione dal “design for manufacturing”, che tiene conto dei molteplici parametri che insistono nella progettazione, nel caso oggetto di tesi, consentirebbe di raggiungere livelli performance superiori. Il presente lavoro studia la possibilità di utilizzare la tecnologia SLM per produrre e innovare i CHEs. La ricerca è stata inquadra principalmente sulla realizzazione di un design in grado di competere con le performance del modello originale, con attenzione all’evacuazione della polvere dalle cavità interne generate da canali. La validità del design migliore dal punto di vista delle prestazioni è stata effettuata tramite specifiche analisi CFD su modelli semplificati.