3D打印设备中集成了热交换结构与质量交换器。研究团队对这种3D打印设备进行了测试。3D打印设备被安装在一个1米高，8英寸宽的吸收塔中，吸收塔由七个商用不锈钢填料组成，3D打印设备被安装在不锈钢填料元件之间的色谱柱上半部分。
受限于制造工艺，传统吸收塔填料外部几何形状复杂，并且很难集成热交换功能。3D打印设备也属于吸收塔中的填料元件，优势是能够在不增加体积和外部几何结构复杂性的前提下进行功能集成，即相当于填料元件中集成了热交换器和质量交换器。
研究团队称之为3D打印增强型设备。那么，有了这种功能集成的3D打印设备，二氧化碳吸收塔的功能得到了哪些增强呢？根据ORNL 实验室的描述，3D打印设备所具有的原位冷却功能增加了二氧化碳气体的液态转化量，使气流和液体流之间的接触表面积比较大化，从而增强了质量传递。
克伦普说，3D打印技术先后进入了牙医、珠宝、医疗行业，未来可应用的范围会越来越广。吴江区智能3D打印服务
内部集成了热交换结构的3D打印填料元件来源：ORNL....增材制造实现的原位冷却
吸收是捕获二氧化碳气体常用、经济的方法，在这一过程中，烟囱中的烟气流与可与单乙醇胺（称为MEA）等溶剂进行接触，这些溶剂能够与气体发生反应。
在这种碳吸收方式中通常会产生热量，如果多余的热量无法及时排出，那么整个工艺的效率就会大打折扣。而3D打印设备中正是解决溶剂碳吸收过程中热交换问题的途径。
▲3D打印填料内部集成的热交换结构
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在降低成本的同时，不断拓展开发应用市场。应用取决于哪里？我个人认为是设计方面，就像安世亚太从**开始的设计方面能了解到材料的成本可以很低，同时在打印的设备和服务方面尽很大程度降低成本，如果能达成不仅航空航天、汽车、医疗行业，而是在一些民用的比如家电，散热器各方面的器件等等都可以应用到金属材料。那时我们讨论的问题就不是材料的性能怎么样提升，而是怎么样更快速推进产业化发展，如果到那一步在座的同仁才能活得更好、走得更远。
当今航空航天、汽车制造、模具应用的快速发展，也给增材制造技术带来前所未有的机遇与挑战，增材制造是国家制造强国战略，强化产业创新的重要方向，国家也将增材制造产业发展上升到国家的战略层面。技术创新的层面，材料先行，那材料是3D打印的基础和**，决定3D打印技术的未来和应用。
如何促进金属3D打印材料的产业发展？
金属3D打印材料行业的发展，需要解决的问题包括：
适合3D打印材料的牌号还较少、微结构—性能的本构关系的认知、成分-组织-性能协同优化及数据积累、热处理强化机理等；
冷却介质通道可以与零部件一体成型。
技术改进降低材料成本
沈宝祥：我们安徽中体新材料有限公司总部在加拿大，技术是从加拿大引进过来的，我们的宗旨就是通过技术改进从而降低材料成本。3D打印技术**原始是在材料，如果材料成本很高，无形就制约3D打印行业的发展。所以我们所做的事情，所做的研发在能保证材料质量和各方面性能的基础上，尽很大程度降低材料成本。在降低成本的同时，不断拓展开发应用市场。应用取决于哪里？我个人认为是设计方面，就像安世亚太从**开始的设计方面能了解到材料的成本可以很低，同时在打印的设备和服务方面尽很大程度降低成本，如果能达成不仅航空航天、汽车、医疗行业，而是在一些民用的比如家电，散热器各方面的
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温室效应是全球共同关注的环境保护话题，但在无法避免使用产生碳排放问题的化石类燃料的情况下，减少二氧化碳排放量是解决办法之一。
ORNL 实验室研发了一种3D打印铝合金设备，该设备实际上是一种二氧化碳气体吸收塔中的填料元件，对工厂排出的二氧化碳气体具有增强的捕获能力。集成在3D打印填料元件中的热交换结构在其中发挥了关键作用。
本期，3D科学谷将通过这一案例，并结合工业增材制造领域出现的热交换结构与零部件相集成的趋势，与谷友一起领略金属3D打印技术在热管理领域的潜能。
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