Conflux setzt auf Automatisierung, um den 3D-Druck von Wärmetauschern zu skalieren

May 31, 2023

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Mit der zunehmenden Industrialisierung der additiven Fertigung (AM) für die Produktion von Endteilen in großem Maßstab ist die Branche in eine Phase eingetreten, in der die Technologie auf sehr spezifische Anwendungen angewendet wird, bei denen ihr Wert am sinnvollsten ist. Das 3D-Druck-Risikokapitalunternehmen AM Ventures ist ein wichtiger Akteur bei der Förderung dieses Trends und hat in eine Vielzahl von Startups investiert, die diese Nischen bedienen.

Unter ihnen ist Conflux Technology, ein Entwickler von 3D-gedruckten Wärmetauschern und anderen thermischen Lösungen, der einen übergroßen Einfluss auf AM und die Welt darüber hinaus haben könnte. Um mehr zu erfahren, haben wir mit CEO und Gründer Michael Fuller gesprochen, der uns seit unserem letzten Interview im Jahr 2021 auf den neuesten Stand bringen konnte.

Fuller begann seinen Einstieg in die Welt des Motorsports, wo er als Konstrukteur und Manager für Teams arbeitete, die an der Formel 1, der Rallye-Weltmeisterschaft und dem 24-Stunden-Rennen von Le Mans teilnahmen. Im Gegensatz zu einigen von uns, die ihr ganzes Leben lang von Interesse zu Interesse schwankten, hatte Fuller schon immer eine Leidenschaft für den Rennsport. Und als er als kleiner Junge in Australien anfing, Briefpapier über seine Lieblingsmannschaften zu schreiben, wurde ihm im Grunde ein Drehbuch in die Hand gedrückt, das ihn durch seine Karriere führen konnte.

„Als kleines Kind ermutigte mich mein Vater, einen Brief an die Rennteams zu verfassen, die ich als Fan in Europa leidenschaftlich verfolge, weil ich gesagt hatte, dass ich für ein Paar Rennwageningenieur und -designer werden wollte von Jahren. Also habe ich diesen Brief geschrieben und ihn an alle Leiter der Formel-1-Teams geschickt, und einige von ihnen haben zurückgeschrieben“, erinnert sich Fuller. „Sie sagten: ‚Sehen Sie, wenn Sie Autos entwerfen wollen, müssen Sie einen Abschluss in Maschinenbau oder Luft- und Raumfahrt machen und dann anfangen, nach der niedrigeren Formel zu arbeiten. Dann kommen Sie nach Europa und dann reden wir. Das habe ich also getan.“

Als er sich jedoch aus familiären Gründen dazu entschloss, nach Australien zurückzukehren, hatte er kein Karriereskript mehr und musste anfangen, sein eigenes Drehbuch zu schreiben. Die Welt des europäischen Motorsports hatte Fuller beigebracht, einen anstrengenden Zeitplan zu ertragen und gleichzeitig seinen Appetit auf anregende und herausfordernde Arbeit zu stillen. Er war auch einer der ersten Anwender von AM und verstand deren Auswirkungen auf die Verbesserung der Wärmeübertragung. Fuller saß also mit einem gebrochenen Knöchel und einer 10-wöchigen Genesungszeit zu Hause und machte sich daran, den seiner Meinung nach idealen Wärmetauscher zu entwerfen, der nur mit 3D-Druck möglich war.

„Um das patentierte Wärmetauscherdesign, das ich angestrebt hatte, zu kommerzialisieren, bräuchte ich viel Kapital und Leute, die in einer Reihe von Bereichen im Zusammenhang mit der Gründung und dem Betrieb eines Unternehmens klüger und fähiger sind. Also holte ich einige Mitgründer an Bord und fand AM Ventures als strategischen Investor“, sagte Fuller.

Conflux hat eine Reihe von Wärmetauschern und anderen thermischen Lösungen entwickelt, die die Vorteile von AM voll ausnutzen. Dazu gehört die Konsolidierung von Teilen zu einzelnen, 3D-gedruckten Baugruppen, Gewichtsreduzierung und komplizierte Geometrien, die die Leistung verbessern.

Insbesondere ermöglicht AM Designs, die in der Lage sind, die Kompromisse zwischen Wärmeaustausch und Druckabfall auszugleichen. Ein Wärmetauscher mit einer großen Oberfläche ermöglicht eine größere Wärmeübertragung, kann jedoch ineffizient sein, da die Strömungsbeschränkung durch das Gerät möglicherweise zu hoch ist. Das Gegenteil gilt für ein Gerät mit geringer Oberfläche. AM ist in der Lage, durch die Produktion bisher unmöglicher Designs das Beste aus beiden Worten herauszuholen.

Diejenigen, die Conflux verfolgt haben, sind mit der Technologie des Startups bestens vertraut. Durch die Optimierung des Designs von Wärmesystemen ist es möglich, diese Systeme so effizient wie möglich zu gestalten. Im Gegenzug wird weniger Energie verschwendet, was bedeutet, dass so etwas wie ein Motor über längere Zeiträume mit einer einzigen Ladung, einer Tankfüllung oder einer anderen Energiezufuhr betrieben werden kann. Das bedeutet auch insgesamt weniger Emissionen.

Fullers Hintergrund mag im Motorsport liegen, aber die Einsatzmöglichkeiten seiner Produkte gehen weit über den Leistungsrennsport hinaus. 3D-gedruckte thermische Lösungen können in nahezu jeder erdenklichen Branche eingesetzt werden, von der Kühlung von Raketentriebwerken und Wasserstoffflugzeugen in der Luft- und Raumfahrt bis hin zu Batterien in Elektrofahrzeugen oder Mikrochips in Serverfarmen.

Auch wenn die Automobil- und die Luft- und Raumfahrtindustrie für die meisten AM-Unternehmen kritische Branchen sind, kann der Wert von AM für die Kühlung im Elektronikbereich am schnellsten zum Tragen kommen. Aufgrund der Größe elektronischer Geräte ist es möglich, größere Chargen von Komponenten auf einmal in 3D zu drucken, wodurch der Gesamtpreis des Produkts gesenkt wird.

Unterschiedliche Größen und Stile von 3D-gedruckten Wärmetauschern.

„Die Kühlung der Mikroelektronik ist von besonderem Interesse, da es einige wirklich gute grundlegende Übereinstimmungen gibt. Die Kosten für die Komplexität der Mikroelektronik können sehr hoch sein. Schaut man sich die Cent pro Kühlplatte, Lüfter oder Wärmetauscher an, die in der Mikroelektronikkühlung stecken, verkleinert sich die Geometrie nicht mit der Größe. Es bleibt ziemlich grob und hat eine niedrige Auflösung“, erklärte Fuller. „Während wir in kleineren Maßstäben eine viel höhere Auflösung erreichen können. Und dann haben Sie noch weitere grundlegende Vorteile, wenn Sie die Produktion auf Tausende von Einheiten in einem einzigen Build steigern. Man kann Dinge dreidimensional verschachteln lassen und mit einigen guten wirtschaftlichen Aspekten experimentieren.“

Diese Vorteile des 3D-Drucks konvergieren dann mit den Entwicklungen bzw. deren Fehlen im Elektronikbereich, wo Hersteller beispielsweise an thermische Grenzen stoßen, die sie nicht überschreiten können.

„Sie bauen Chips der nächsten Generation, die mehr Arbeit leisten können, aber es sind einige wirklich starke Innovationen erforderlich, um die Wärme von den Chips abzuleiten und die erforderliche Wattzahl pro Quadratmillimeter zu erreichen. Und da sind wir mit unserer Forschungs- und Entwicklungsarbeit im Bereich der Dampfkammer- und kommerziellen Kühlplattenherstellung genau richtig. Es gibt eine Asymptote, die wir in Bezug auf den Stromverbrauch in der Mikroelektronik auf der ganzen Welt auch in den kommenden Jahrzehnten beobachten können“, sagte Fuller.

Wie andere Unternehmen, die auf sehr Nischenanwendungen abzielen, wie etwa Vectorflow, versucht Conflux, kundenspezifische und standardmäßige, konfigurierbare Produkte in Einklang zu bringen. Wie mit dem Patronenwärmetauscherprodukt des Unternehmens gezeigt, ist es möglich, die Energie eines Systems sofort zu steigern, indem man einen halbstandardisierten, 3D-gedruckten Conflux-Wärmetauscher einbaut, der zu geringeren Kosten führt, als wenn das Gerät vollständig kundenspezifisch von Conflux hergestellt würde. Das Unternehmen hat außerdem eine Bibliothek mit Geometrien entwickelt, die es auf verschiedene Aufgaben anwenden kann, um seinen Arbeitsablauf weiter zu optimieren.

Ein 3D-gedruckter Wärmetauscher im Patronenstil.

Der nächste Schritt besteht dann darin, die Kosten weiter zu senken, indem die Automatisierung von der Vorproduktions- bis zur Postproduktionsphase erhöht und der Workflow modularisiert wird, damit er weltweit in der Nähe der Kunden eingesetzt werden kann. Im Frontend bedeutet dies, eine KI zu trainieren, um die Anforderungen eines Kunden in eine einfach zu verarbeitende Anfrage umzuwandeln, die Randbedingungen wie Durchfluss, Temperatur und Leistung umfasst. Für die Vor- und Nachbearbeitung der eigentlichen Druckaufträge bedeutet dies, die manuelle Handhabung zwischen den Stationen zu automatisieren. Dazu gehört auch die Anwendung von Software auf Nachbearbeitungsmaschinen, damit diese ihre Entpulverungsvorgänge so effizient wie möglich durchführen können, eine Technik, die wir bei Solukon verfolgt haben. Conflux erforscht sogar den Einsatz von Automatisierung für Marketing und Vertrieb.

Conflux-Design für AM.

„Wir müssen unsere Verkaufszyklen verkürzen und die eins-zu-eins-, langen und technischen Business-to-Business-Verkaufszyklen verlängern“, sagte Fuller. „Wir müssen versuchen, einige dieser Elemente zu entkoppeln und unseren Kunden viele Informationen zur Verfügung zu stellen, während sie Kaufentscheidungen treffen, die nicht viel Hin und Her mit uns erfordern. So skaliert es.“

Um die nächste Wachstumsstufe zu erreichen, sucht Conflux derzeit nach neuen Investitionen, bei denen AM Ventures eine wichtige Rolle spielt. Schulleiter Philip Schultheiss erklärte: „Wir sind sehr beeindruckt von der außergewöhnlichen Arbeit, die Michaels Team in den letzten Jahren geleistet hat, um die Design- und Fertigungsfähigkeiten zu verbessern, die erforderlich sind, um die Technologie zu skalieren und Kunden weltweit zur Verfügung zu stellen.“ Wir freuen uns darauf, Conflux in dieser nächsten Phase zusammen mit unseren bestehenden und potenziellen Co-Investoren zu unterstützen.“

In einer Welt des gestörten Klimas und des Spitzenverbrauchs fossiler Brennstoffe ist Energieeffizienz das A und O. Unter anderem aus diesem Grund hat sich AM Ventures für eine Investition in das australische Startup entschieden.

„Die Bekämpfung des Klimawandels hängt von der Fähigkeit ab, den Energieverbrauch zu senken und die Effizienz zu steigern. Zu diesem Zweck entwickeln Michael und sein Team mithilfe der additiven Fertigung die nächste Generation von Wärmetauschern und stellen sich dieser gewaltigen Herausforderung. Ihr einzigartiges Fachwissen in den Bereichen Wärmeübertragung und additive Fertigung, gepaart mit einem außergewöhnlichen Teamethos, hat uns davon überzeugt, dass Conflux eine bedeutende Ergänzung unseres Investitionsportfolios darstellen würde“, sagte Schultheiss. „Wenn wir in die Zukunft blicken, gehen wir davon aus, dass die Wärmetauscher von Conflux zunehmend in allen Branchen eingesetzt werden, darunter allgemeine Fertigung, Elektronik, Luft- und Raumfahrt, Elektrofahrzeuge und Automobilindustrie, insbesondere dort, wo hohe Leistung und überlegene Effizienz von entscheidender Bedeutung sind.“

AM Ventures ist der Networking-Sponsor der 7. jährlichen Additive Manufacturing Strategies (AMS)-Konferenz, die vom 6. bis 8. Februar im Metropolitan Pavilion in New York stattfindet. Dieses persönliche, exklusive Treffen verspricht reichhaltige Diskussionen und Networking und bringt AM-Visionäre aus der ganzen Welt zusammen. Für potenzielle Sponsoren und Redner wenden Sie sich bitte an [email protected] oder [email protected]. Alle Bilder mit freundlicher Genehmigung von Conflux Technologies.

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