三甘醇新材料3D打印阵列模块结构

该阵列式模块主要面向三甘醇介质处理的工艺场景，可嵌入到小型化溶剂再生、传质换热的实验装置或量产设备中，作为核心的介质接触承载单元使用，区别于传统规整填料的一体化成型结构，该模块采用单元阵列排布的设计思路，每个独立的凸台单元之间预留了均匀的流道间隙，可保证三甘醇介质在模块表面流动时形成稳定的液膜，同时让逆向接触的气相能够在间隙内均匀分布，避免传统填料容易出现的壁流、沟流问题，提升传质换热的效率。从结构设计逻辑来看，模块采用方形基板作为承载基底，所有阵列单元均垂直于基板表面排布，单元之间的横向与纵向间距保持一致，这种等距阵列的设计一方面可以降低3D打印过程中的支撑用量，减少打印后处理的工作量，另一方面也能保证整个模块的孔隙率均匀，在相同的安装体积下获得更大的有效接触面积。设计过程中特意将每个单元的截面做了倒角处理，避免尖锐棱角在打印过程中出现翘曲变形，同时也能减少介质流动过程中的局部阻力，降低整个模块的压降损失。在安装边界上，模块整体为规则的方形平板结构，基板边缘预留了平整的安装面，可直接嵌入到方形的设备腔体内部，不需要额外设计复杂的定位结构，基板厚度控制在合理范围内，既保证了整个模块的结构强度，避免在介质长期冲刷下出现变形，也不会占用过多的腔体内部空间，可根据实际设备的处理量需求，将多个同规格模块沿介质流动方向层叠安装，层与层之间可通过定位凸台对齐，保证流道的连续性。从功能特性来看，该模块采用3D打印工艺成型，可兼容三甘醇介质兼容的高分子或金属打印材料，单元表面的阶梯状结构可以增加介质在模块表面的停留时间，强化传质效果，同时阵列结构的刚性较好，在长期的气液两相冲刷下不会出现结构坍塌或变形，相比传统的散装填料，该模块的安装和拆卸更加便捷，后期维护时可直接整体取出进行清洗或更换，不需要逐件清理散装填料。设计时也充分考虑了3D打印的工艺可行性，所有结构的壁厚均保持均匀，避免出现壁厚突变导致的打印缺陷，单元之间的间隙尺寸也经过反复校核，既保证了流道的通流能力，也避免间隙过小导致打印过程中出现粘黏、堵孔的问题，整个模块的外形规整，不需要额外添加打印支撑即可完成成型，打印完成后仅需简单去除基板底部的支撑即可投入使用，大幅降低了制造成本和后处理周期。