Fabricación de intercambiadores compactos usando el método de fundición por cera perdida

Abstract

En este trabajo se llevó a cabo la fabricación de intercambiadores de calor compactos de superficies mínimas triple periódicas, TPMS (por sus siglas en inglés) de tipo diamante utilizando el método de fundición a la cera perdida. Este método es ampliamente utilizado en la producción de piezas de precisión y permite la obtención de estructuras con alta resolución y precisión en términos geométricos. Se determinó que el material más adecuado para estas estructuras es el aluminio debido a sus buenas propiedades térmicas y su bajo coeficiente de expansión térmica, lo que garantiza una mayor estabilidad durante el proceso de fundición. La metodología utilizada incluyó un diseño experimental para determinar las mejores condiciones de temperatura de molde, sistema de alimentación y longitud de celda unidad de la TPMS para el proceso de fundición. Se realizaron 2 experimentos y se analizaron los resultados obtenidos para optimizar el proceso y obtener las estructuras deseadas. El proceso se detalló paso a paso, incluyendo la preparación del modelo de cera, la creación de los moldes, la eliminación de la cera y la fundición del aluminio. Se realizó una prueba rápida de transferencia de calor en el que la mejor estructura TPMS fue la de longitud unidad de 10 mm, esta logró disipar un 40% más de calor que un disipador de aletas con las mismas dimensiones. En conclusión, mediante el diseño experimental y la metodología utilizada, se logró fabricar estructuras TPMS de tipo diamante con una capacidad de proceso buena pero que se requiere mejorar. El uso del aluminio como material y el proceso de fundición a la cera perdida permitieron obtener estructuras con buenas propiedades térmicas y estabilidad térmica.