3D打印技術(shù)參考查詢?nèi)A經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)阱州，2015-2019年旬城，全球熱交換器市場規(guī)模由590億美元增長至648億美元除阐，2020年約為664億美元拒徐，同比增長2.47%硅盹，預(yù)計(jì)到2023年將超過700億美元。中國熱交換器行業(yè)銷售收入穩(wěn)中有升莽每，由2015年的771億元提升至2020年的1318億元又竞，期間年均復(fù)合增長率為11.32%。

汽車熱交換器用于在彼此熱接觸的兩種不同溫度的介質(zhì)之間傳遞熱量辖备。例如咸唇，在內(nèi)燃機(jī)中，發(fā)動機(jī)冷卻液以圓周運(yùn)動方式流過散熱器線圈拷泽，空氣流過這些線圈以冷卻發(fā)動機(jī)疫鹊。汽車行業(yè)是熱交換器應(yīng)用的重要領(lǐng)域，到2014年底司致，汽車板塊在全球換熱器市場的份額已超過25%拆吆。

中國汽車熱交換器市場概況

根據(jù)The business research company給出的數(shù)據(jù)，全球汽車熱交換器市場規(guī)模預(yù)計(jì)將從2021年的217.5億美元增長到2022 年的241億美元蚌吸，復(fù)合年增長率為10.8%锈拨。預(yù)計(jì)到2026年，全球汽車熱交換器市場規(guī)模將增長至320.5億美元羹唠，復(fù)合年增長率為7.4%奕枢。Mordor Intelligence日前發(fā)布的《汽車熱交換器市場——增長、趨勢佩微、COVID-19影響和預(yù)測（2022-2027年）》的研究報(bào)告指出姑荷，預(yù)計(jì)全球汽車熱交換器市場在2020-2025年的復(fù)合年增長率將超過6%摸悲，而中國汽車熱交換器市場的復(fù)合年增長率約為8.73%倘核，中國汽車熱交換器市場正在快速增長好爬。

自2000年代初以來，中國的市場份額顯著增加止槽，如今在亞洲汽車熱交換器市場占有率最高椅砸，超過50%。預(yù)計(jì)乘用車和輕型商用車的需求將在預(yù)測期內(nèi)增長揍久，從而導(dǎo)致中國對汽車熱交換器的高需求嫡服。

對減輕汽車重量的需求不斷增加，使得原始設(shè)備制造商用塑料和鋁等較輕的材料代替鐵和鋼等較重的材料迁耘。汽車熱交換器市場也遵循這一趨勢伴竹。此外，以前的換熱器設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)會引起腐蝕粤未、分解报叁、污泥沉降田漓，灰塵顆粒會導(dǎo)致結(jié)垢，從而導(dǎo)致傳熱減少和效率降低付找，從而導(dǎo)致更高的燃料消耗歧胃。

Mordor Intelligence專門發(fā)布了關(guān)于中國汽車熱交換器市場的分析研究報(bào)告，內(nèi)容涵蓋了當(dāng)前和即將到來的趨勢以及最近的技術(shù)發(fā)展许起。該報(bào)告按應(yīng)用十偶、設(shè)計(jì)、車輛和動力總成類型對市場的各個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行了詳細(xì)分析园细。報(bào)告提供了中國市場主要汽車熱交換器制造商的市場份額。

新能源汽車銷量增長提振需求

預(yù)計(jì)電動汽車的銷售和生產(chǎn)將進(jìn)一步出現(xiàn)驚人的增長速度接校，許多國家都在努力實(shí)現(xiàn)零排放標(biāo)準(zhǔn)猛频，并通過減少生產(chǎn)燃油車來降低燃料消耗導(dǎo)致的廢氣和溫室氣體排放。中國等發(fā)展中國家也決定通過增加電動汽車的數(shù)量來應(yīng)對環(huán)境污染問題蛛勉。

為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)鹿寻，中國政府為選擇電動汽車的客戶提供了許多激勵措施。電動汽車的消費(fèi)者有望獲得額外的福利诽凌，如價(jià)格補(bǔ)貼毡熏、免費(fèi)停車、免稅等侣诵。相比之下痢法，購買普通汽車要被征收重稅。隨著監(jiān)管機(jī)構(gòu)出臺進(jìn)一步的鼓勵措施以及電動汽車的發(fā)展杜顺，預(yù)計(jì)新能源汽車在中國的銷量將進(jìn)一步增長财搁。

混合動力汽車熱交換器示例

該地區(qū)嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)使其能夠在生產(chǎn)節(jié)能汽車熱交換器方面取得技術(shù)突破。市場上出現(xiàn)的一種流行趨勢是汽車發(fā)動機(jī)尺寸的縮小卿才，導(dǎo)致對兩缸和三缸發(fā)動機(jī)的需求增加蝉丧。隨著排放標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格（因?yàn)檐囕v重量與排放量成正比），預(yù)計(jì)四缸發(fā)動機(jī)的銷量將大幅下降本博。小型汽車需求的增加將帶動對渦輪增壓器的需求就留，這將再次推動對換熱器的需求，從而帶動國內(nèi)汽車換熱器市場的增長何大。

乘用車和輕型商用車的需求驅(qū)動增長

預(yù)計(jì)中國對乘用車和輕型商用車的需求將在預(yù)測期內(nèi)增長拭奖，從而導(dǎo)致中國對汽車熱交換器裝置的需求很高。2011年的資料顯示中國汽車熱交換器生產(chǎn)制造商已經(jīng)達(dá)到600家左右删摸。過去三年莉紊，該地區(qū)乘用車滲透率的提高推動了汽車售后市場的增長。它極大地促進(jìn)了亞太汽車熱交換器市場的增長攀誓。

中國換熱器市場整體呈現(xiàn)高工業(yè)增長率幼潮，主要是由于換熱器應(yīng)用多樣化恤仁，對換熱器的需求不斷增加。汽車熱交換器的需求取決于幾個(gè)因素坯苹，例如汽車的生產(chǎn)和需求以及目前的車輛保有量隆檀。在中國等新興和發(fā)展中國家，對汽車熱交換器的需求受到新車生產(chǎn)的推動粹湃。此外恐仑，中國地區(qū)的汽車熱交換器制造商已開始大力投資輕量化汽車材料（如鋁），預(yù)計(jì)將顯著提升該地區(qū)對汽車熱交換器的需求为鳄。

商用車熱交換器示例

中國的大多數(shù)汽車制造商都致力于在零部件生產(chǎn)中使用鋁作為輕質(zhì)材料裳仆，排放標(biāo)準(zhǔn)的修訂預(yù)計(jì)將增加熱交換器的使用。此外孤钦，當(dāng)在汽車熱交換器中進(jìn)行輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)歧斟，將進(jìn)一步增加制造汽車熱交換器的制造成本。盡管在滿足日益增加的產(chǎn)品復(fù)雜性的同時(shí)管理成本對于汽車熱交換器供應(yīng)商來說是一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)偏形。

3D打印成為制造高效新型熱交換器的利器

3D打印技術(shù)的進(jìn)步改變了熱交換器的制造方式静袖。傳統(tǒng)制造路線無法實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜、自由設(shè)計(jì)俊扭，可以通過3D打印輕松實(shí)現(xiàn)队橙。熱交換效率的提高以及重量、體積贝泞、制造成本的降低是3D打印可以提供的其他優(yōu)勢淮辕。美國電子系統(tǒng)熱力學(xué)學(xué)會組委會還曾發(fā)起基于增材制造新技術(shù)的大學(xué)生熱交換器設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)賽，并獲得了GE贊助肚浴。

與傳統(tǒng)的熱交換器設(shè)計(jì)思路不同掷佑，CAD建模軟件通常不會考慮3D打印建模的特殊性和優(yōu)勢，如今依靠算法和AI的新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法正在熱交換器領(lǐng)域大放異彩淡碟。以美國nTopology霹壁、德國Hyperganic以及澳大利亞Conflux為代表的專注于增材制造結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的新企業(yè)，將CAD建模推向了智能化一步，通過向算法中輸入相關(guān)特征剿稼，計(jì)算機(jī)會根據(jù)這些特性用人工智能的方式輸出產(chǎn)品設(shè)計(jì)，并對生成的設(shè)計(jì)進(jìn)行高速迭代率满，形成成千上萬個(gè)設(shè)計(jì)模型茂禁，最終通過打印測試或計(jì)算機(jī)仿真模擬的方式來確定最優(yōu)化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。這種衍生設(shè)計(jì)的方式配合3D打印自由制造的特點(diǎn)夷呐，讓產(chǎn)品性能更加強(qiáng)大瞻窗。

Conflux設(shè)計(jì)和3D打印的高效熱交換器

這種新型高效的設(shè)計(jì)方法已經(jīng)受到了廣泛關(guān)注。上述企業(yè)因此獲得了大量融資悼做。需要特別強(qiáng)調(diào)的是疯特，Conflux的首席執(zhí)行官兼創(chuàng)始人邁克爾·富勒在此前擔(dān)任了15年的F1賽車工程師15年哗魂，于2015年創(chuàng)立了這家公司。根據(jù)3D打印技術(shù)參考查詢到的最新的商業(yè)案例漓雅，GKN已經(jīng)宣布與Conflux聯(lián)手開發(fā)3D打印熱交換器录别，前者是寶馬、大眾等大型汽車公司的重要供應(yīng)商邻吞。

與傳統(tǒng)批量生產(chǎn)方法相比组题，3D打印所涉及的工藝參數(shù)優(yōu)化、表面粗糙度控制抱冷、支撐結(jié)構(gòu)去除崔列、后處理要求、兼容原材料和成本競爭力一直爭議不斷徘层。但盡管存在挑戰(zhàn)峻呕，采用該技術(shù)已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)了金屬、聚合物和陶瓷材料的熱交換器制造趣效。

3D打印的高效熱交換器

3D打印技術(shù)參考曾重點(diǎn)分析過粗糙表面、微通道撼盈、表面積和晶格結(jié)構(gòu)等因素對3D打印熱交換器的性能影響绊叙。當(dāng)前的研究發(fā)現(xiàn)，金屬3D打印的表面粗糙度是影響熱交換器性能的關(guān)鍵考慮因素节讹；與預(yù)期設(shè)計(jì)相比夸营，制造尺寸的偏差也非常顯著，特別是當(dāng)尺寸接近制造極限時(shí)漾肩。隨著3D打印技術(shù)在最終產(chǎn)品表面質(zhì)量贫介、尺寸精度和實(shí)現(xiàn)更小尺寸精度方面的不斷提高，熱交換器的換熱性能可能進(jìn)一步提高掘鱼。

（3D打印技術(shù)參考）

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