Vaikka perinteisiä valmistustekniikoita käytetään edelleen isommissa teollisissa lämmönvaihtimissa, metallien lisäainevalmistus löytää yhä useammin sovelluksia pienempiin, kompaktimpiin malleihin, kuten elektroniikkaan, uusiutuvan energian sovelluksiin, jäähdytyssykleihin, polttokennoihin, polttomoottoriajoneuvoihin ja lopulta sähköajoneuvoihin. Tämän tekniikan tärkein etu on suurempi suunnitteluvapaus, jonka pitäisi mahdollistaa tehokkaampi lämmönsiirto ja samalla vähentää tarvittavien osien määrää. Tämä vähentää tilan ja materiaalin käyttöä, mikä mahdollistaa kevyempien laitteiden käytön suuremman lämpökuorman ja tehotiheyden käsittelemiseksi.
On olemassa useita tapoja hyödyntää lisäainevalmistusta tehokkaampien lämmönvaihtimien aikaansaamiseksi.
1. Kasvata lämmönvaihdolle käytettävissä olevaa pinta-alaa käyttämällä hilarakenteita, kiinnitettyjä ripoja ja mikrokanavia. Kaikki nämä ominaisuudet mahdollistavat suuremman lämmönsiirron suuremman painehäviön kustannuksella lämmönvaihtimessa. Erityisesti verkkorakenne, jos sitä ei suunnitella oikein, voi vaikuttaa haitallisesti järjestelmän kokonaistehokkuuteen johtuen lisääntyneestä vastustusta nestevirtaukselle. Toisaalta kiinnitetyt siivekkeet ovat lähes aina hyödyllisiä: vaikka vain pieniä parannuksia odotetaan pyöreistä ja elliptisistä ripoista, timantti-, aerodynaamiset ja suorakaiteen muotoiset siivekkeet tarjoavat korkeimman lämmönsiirtonopeuden paineen pudotusta kohti.
2. Lisää virtauksen turbulenssia sisäisissä kanavissa. Pyörrevirrat syntyvät aksiaalisessa virtauksessa nelikulmaisen ortogonaalisen nopeuskentän luomiseksi, mikä vähentää rajakerroksen paksuutta ja edistää lämmönvaihtoa. Tämä pyörre voidaan luoda kierretyillä putkilla tai pyörregeneraattoreilla. Jälkimmäinen voidaan saavuttaa Selecting Laser Melting Technology (SLM/DMLS) -tekniikalla ilman asennusta ja lähes ilman lisäkustannuksia lämmönvaihtimen rungolla, ja se lisää 40 prosenttia lämmönsiirtokerrointa vain pienillä painehäviöillä.
3. Saatu karkealla pintamenetelmällä. Vaikka lämmönsiirtokertoimia voidaan parantaa jopa 70 prosenttia, tämä lähestymistapa lisää merkittävästi kitkakerrointa, mikä puolestaan johtaa suurempiin painehäviöihin. Tämä vaikutus tulee entistä tärkeämmäksi mikrokanaville, joilla on pieni hydraulihalkaisija.
Sovelluksesta ja yleisestä geometriasta riippuen nämä parannukset voivat auttaa suunnittelijoita saavuttamaan tavoitesuorituskykynsä hyödyntämällä Metal AM:n tarjoamaa suunnitteluvapautta kustannustehokkaiden ja tehokkaiden lämmönhallintalaitteiden suunnittelussa.