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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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控制吸收过程中的温度，对于二氧化碳捕获非常关键。3D打印设备中集成的热交换功能，可以减少色谱柱中的局部温度峰值，有助于提高二氧化碳的捕集效率。

起到热交换功能的冷却通道就隐藏在3D打印设备的内部。3D打印设备直径为20.3厘米，高度为14.6厘米，总流体容量为0.6升。研究团队并未揭示采用的是哪种铝合金材料，但表示具有高导热性和结构强度。当然，该设备还可以采用其他材料进行增材制造，例如新兴的高热导率聚合物。

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在金属3D打印材料领域，有公司*针对特定领域提供专业材料。如「中航迈特」，主营业务业务就是航空航天金属 3D 打印粉末材料研发和生产，年产能将达至少1000吨；以及「融天航空器材」代理来自美国、欧洲的航空用3D打印金属粉末。

更多的厂商是生产通用性的金属粉末产品。如「纳联材料」生产适用于SLM、EBM、DED 等技术的基合金、不锈钢、工具钢、模具钢、镍基合金、钛及钛合金金属粉末材料；同类公司还有「宇光飞利金属材料」、「金源智能技术」、「微纳增材技术」、「康普锡威科技」、「英纳特纳米科技」、「优材科技」、「中体新材料」、「上海状迈」等。

3D打印机彻底改变了我们创建交互式对象的方式，它允许非专业人士在家中即可对工业产品进行原型制作。除了传统的塑料印刷，甚至还可以印刷功能对象，例如使用导电丝的电容式触摸传感器，通过印刷压电材料而制作的扬声器以及用电介质弹性体印刷的执行器。尽管有大量的新技术，但3D打印显示器在很大程度上尚未开发。现有的印刷电子设备***于实验室，因为它们依赖于复杂的机制，超出了目前制造空间和**终用户的科学和经济范围，例如纳米级印刷技术或Aerosol Jet。因此，对于设计团体来说，试验新形式的显示器是有限制的，通过专业广告软件+3D打印机+广告耗材+云平台，实现3D打印发光字解决方案的有效落地。

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。

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