热交换器组件的制作方法

本发明涉及热交换器组件。

背景技术：

飞行器中使用的现代发动机产生大量的热量，其必须以一种方式或另一方式从发动机传递出去。热交换器提供了一种将热从这些发动机传递出去的方式。

油可用于从发动机构件(如发动机轴承、发电机等)散热。热通常利用热交换器从油转移，以将油温保持在从约100^of至300^of的期望范围内。在许多情况下，外部环境可低至-65^of，或飞行器燃料的温度可能显著低于油温。在此实例中，冷空气流可用于通过强制对流而冷却热交换器处的油。例如，高温(>700^of)且高压的放气可用环境旁通空气冷却。取决于需要，其它应用利用空气、燃料和油来彼此冷却和加热。

另外，热交换器可放置在飞行器中以消散由电气系统产生的热，如在航空电子设备底架内。热交换器可包括多个元件，如导管，以从电气构件吸取热。热交换器可用于消散从电气构件吸取的热。

技术实现要素：

一方面，本公开涉及一种形成热交换器的方法，包括：形成具有第一组流动通路的整体芯；并且在整体芯上增材制造第一歧管，其中第一歧管限定第一流体入口，第一流体入口与第一组流动通路处于流体连通，并且第一歧管的至少一部分具有小于整体芯的热膨胀系数的热膨胀系数。

另一方面，本公开涉及一种形成热交换器的方法，包括：用具有第一热膨胀系数的第一材料形成具有第一组流动通路的整体芯；并且用不同于第一材料的第二材料将第一歧管增材制造到整体芯上，第一歧管与第一组流动通路处于流体连通，具有低于第一热膨胀系数的第二热膨胀系数。

又一方面，本公开涉及一种包括整体芯体的热交换器，整体芯体具有第一组流动通路和第一热膨胀系数。第一歧管与整体芯体一体地形成，第一歧管与第一组流动通路处于流体连通并限定第一流体入口，并且具有不同于第一热膨胀系数的第二热膨胀系数。

技术方案1.一种形成热交换器的方法，所述方法包括：

形成具有第一组流动通路的整体芯；以及

在所述整体芯上增材制造第一歧管，其中所述第一歧管限定与所述第一组流动通路处于流体连通的第一流体入口，并且所述第一歧管的至少一部分具有小于所述整体芯的热膨胀系数的热膨胀系数。

技术方案2.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述整体芯和所述第一歧管形成为一体。

技术方案3.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述整体芯由第一材料制成，并且所述第一歧管由不同于所述第一材料的第二材料制成。

技术方案4.根据技术方案3所述的方法，其特征在于，所述第二材料是具有35-55％的镍的镍合金。

技术方案5.根据技术方案4所述的方法，其特征在于，所述第一材料是铝。

技术方案6.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，增材制造包括电铸。

技术方案7.根据技术方案6所述的方法，其特征在于，电铸包括利用受控的直流或脉冲电流电源。

技术方案8.根据技术方案6所述的方法，其特征在于，形成所述整体芯包括直接金属激光熔化或直接金属激光烧结。

技术方案9.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，形成所述整体芯还包括与所述第一组流动通路在流体方面分开的第二组流动通路。

技术方案10.根据技术方案9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在所述整体芯上增材制造第二歧管，其中所述第二歧管限定第二流体入口，所述第二流体入口与所述第二组流动通路处于流体连通，并且其中所述第二歧管具有的热膨胀系数小于所述整体芯的热膨胀系数。

技术方案11.根据技术方案10所述的方法，其特征在于，所述第一歧管的热膨胀系数不同于所述第二歧管的热膨胀系数。

技术方案12.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在所述整体芯的至少一部分上增材制造表皮，并且其中所述表皮的热膨胀系数小于所述整体芯的热膨胀系数。

技术方案13.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述第一歧管由铁镍合金制成。

技术方案14.一种形成热交换器的方法，所述方法包括：

用具有第一热膨胀系数的第一材料形成具有第一组流动通路的整体芯；以及

用不同于所述第一材料的第二材料将第一歧管增材制造到所述整体芯上，所述第一歧管与所述第一组流动通路处于流体连通，具有低于所述第一热膨胀系数的第二热膨胀系数；

其中所述第二材料是具有35-55％之间的镍的镍合金。

技术方案15.根据技术方案14的方法，其特征在于，所述镍合金含有40-50％的镍。

技术方案16.根据技术方案14所述的方法，其特征在于，形成所述整体芯包括直接金属激光熔化或直接金属激光烧结中的一种，并且增材制造所述第一歧管包括电铸所述第一歧管。

技术方案17.根据技术方案16所述的方法，其特征在于，所述整体芯和所述第一歧管形成为一体。

技术方案18.根据技术方案14所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在所述整体芯上增材制造表皮，其中所述表皮由具有35-55％的镍的镍合金制成。

技术方案19.一种热交换器，包括：

整体芯体，其具有第一组流动通路和第一热膨胀系数；以及

与所述整体芯体一体地形成的第一歧管，其与所述第一组流动通路处于流体连通并限定第一流体入口，并且具有不同于所述第一热膨胀系数的第二热膨胀系数。

技术方案20.根据技术方案19所述的热交换器，其特征在于，所述第一热膨胀系数小于所述第二热膨胀系数。

技术方案21.根据技术方案19所述的热交换器，其特征在于，所述热交换器还包括包绕所述整体芯体的至少一部分的表皮，所述表皮的热膨胀系数小于所述整体芯体的热膨胀系数。

技术方案22.根据技术方案19所述的热交换器，其特征在于，所述第一歧管由具有35-55％之间的镍的镍合金制成。

技术方案23.根据技术方案19所述的热交换器，其特征在于，所述第一歧管的至少一部分包括范围为5至10ppm/℃的热膨胀系数。

技术方案24.根据技术方案23所述的热交换器，其特征在于，所述第一热膨胀系数大于20ppm/℃。

附图说明

在附图中：

图1是根据本文描述的各个方面的具有设在飞行器发动机中的热交换器的飞行器的透视图。

图2是可在图1的飞行器中使用的热交换器的透视图。

图3是根据本文描述的各个方面的图1的热交换器的示意图，热交换器具有联接到芯的第一歧管和第二歧管。

图4是示出根据本文描述的各个方面的图2的热交换器的电铸部分的热膨胀系数的曲线图，其针对电铸部分的五个不同操作温度而相对于原子镍浓度作图。

图5是示出形成诸如图1的热交换器的热交换器的方法的流程图。

图6是根据本文描述的各个方面的包括热交换器芯和牺牲阳极的电铸浴的示意图。

图7是根据本文描述的各个方面的电铸浴的示意图，该电铸浴包括图6的热交换器芯，其具有准备用于电铸图2的第一歧管和第二歧管的牺牲部分。

图8是根据本文描述的各个方面的图7的热交换器芯的透视图，热交换器芯包括形成在芯上的电铸歧管。

部件列表

10飞行器

12热交换器

14发动机

16热交换器芯

18外壳体

20表皮

22内部

30第一组流动通路

32热流体

34第二组流动通路

36冷流体

40歧管组

42第一进气歧管

44第一出口歧管

46第二进气歧管

48第二出口歧管

50歧管安装件

52第一流体入口

54第二流体入口

56入口平面

58出口平面

60热入口

62安装本体

64侧壁

66内部

70冷入口

72第一侧壁

74第二侧壁

76内部

80热出口

82侧壁

84冷出口

86第三侧壁

88第四侧壁

100曲线图

102第一曲线

104第二曲线

106第三曲线

108第四曲线

110第五曲线

112范围

120浴槽

122金属成分溶液

124阳极

126阴极

128电导管

130控制器

132牺牲模具

150方法

152步骤

154步骤

156步骤

158步骤。

具体实施方式

本文描述的本公开的各方面涉及热交换器组件，其具有不同热膨胀系数，以减小热应力。出于说明的目的，将关于设在飞行器发动机内部的热交换器来描述本公开。然而，应该理解的是，本文描述的本公开的各方面不限于此并且可在任何需要或利用热交换器或对流热传递的环境中具有普遍适用性，如在飞行器的涡轮发动机内，而且包括非飞行器应用，如其它移动应用和非移动工业、商业和住宅应用。

如本文所用，用语"前"或"上游"是指在相对更靠近通过热交换器的流体或气体流的入口或源的方向上移动。用语"后"或"下游"是指相对更靠近热交换器的出口或末端的方向。如本文所用，用语"组"可指一个或多个元件。所有方向参照(例如，径向、轴向、近侧、远侧、上、下、向上、向下、左、右、侧向、前、后、顶部、底部、上方、下方、垂直、水平、顺时针、反时针、上游、下游、前方、后方等)仅用于识别目的，以有助于读者理解本公开，且不产生特别是关于本文所述的公开内容的方面的位置、定向或使用的限制。连接参照(例如，附接、联接、连接和连结)要宽泛地理解，且可在一系列元件之间包括中间部件，以及在元件之间包括相对移动，除非另外指出。示意图仅出于图示目的，且其附图中反映的大小、位置、顺序和相对尺寸可变化。如本文所用，用语"组"或一组制品应理解为包括任何数量的所述制品，包括仅一个。

现在参看图1，飞行器10包括一对热交换器12(以虚线示出)，其布置在安装到飞行器10的一对飞行器发动机14中。热交换器12有助于消散由发动机14产生的热。应该理解，热交换器12可位于飞行器10内的任何位置，而不仅仅是如图所示的发动机14内。例如，可在任何位置处围绕飞行器10布置任何数量的热交换器。虽然在商用客机中示出，但热交换器12可用于任何类型的飞行器，例如但不限于固定翼、旋翼、火箭、商用飞行器、私人飞行器和军用飞行器。此外，本公开的各方面不仅限于飞行器方面，并且可包括在其它移动和固定构造中。非限制性实例的移动构造可包括基于地面的、基于水的或附加的基于空气的交通工具。任何实施方式都有自己的空间限制和温度或操作要求。因此，可定制如本文所述的热交换器12的特定方面的设计以适应实施方式的特定安装要求。

现在参看图2，热交换器12可包括热交换器芯16，热交换器芯16限定内部区段20，并包括作为第一侧22、第二侧24、第三侧26和第四侧28的壁。第一组流动通路30从第一侧22延伸到第二侧24。第二组流动通路34可从第三侧26延伸到第四侧28。第一组流动通路30可与第二组流动通路34处于热联接，如彼此缠结在一起。第一组流动通路30和第二组流动通路34的这种缠结可为复杂的，具有例如由增材3d金属印刷制成的多面旋绕几何结构。在其它实例中，流动通路可为变化莫测的路径或极其复杂地旋绕的几何结构。备选地，可设想形成具有第一组流动通路30和第二组流动通路34的芯16的其它合适方法，如在一个非限制性实例中的铸造。因此，热交换器芯16可认作是热交换器12的整体块或整体芯。芯16优选地由具有高传热系数的材料制成，以便于在第一组流动通路30与第二组流动通路34之间传递热。例如，一种这样的合适材料可为铝。对于高温应用，镍和钴合金是可能的备选方案。

外壳体、壁或表皮18可包绕芯16。一组凸缘32可从表皮18延伸，并且可包括设在凸缘32中的孔口36。虽然未示出，但是表皮18可包括一个或多个负载路径，其适于在热交换器12的操作期间接收物理或热负载。这种负载路径可形成在内区段20中，并且可取决于芯16或第一组流动通路30或第二组流动通路34的几何结构。表皮18可联接到这些负载路径并共用这些负载路径。还可设想，表皮18可包括适于沿或穿过芯16形成负载路径的附加结构，用于承载结构或热负荷。因此，表皮18可形成用于承载热交换器芯16的结构边界，并且可至少部分地包绕芯16，或仅包绕芯16的一部分。在一个实例中，表皮18可与芯16成一体。表皮18(包括外壳体或外壁以及形成表皮18的任何结构负载路径)可由高抗拉强度的铁镍合金制成，该铁镍合金具有相对于芯16的预期操作温度定制成确定表皮18的热膨胀系数的百分比或镍浓度。

示出为四个歧管40的一组歧管40可联接到芯16或可选的外壳体18或表皮18，以允许流体进出芯16。更确切地，该组歧管40可为第一组流动通路30和第二组流动通路34提供流体的进出。每个歧管40可包括入口平面56和出口平面58，从而允许流体进入歧管40或流出歧管40。该组歧管40可经由入口平面56或出口平面58向第一组流动通道30和第二组流动通道34提供流体的进出。因此，对于具有进入第一组流动通路30和第二组流动通路34的流的歧管40，入口平面56与芯16间隔开，而出口平面58可与芯16相邻。类似地，但相反地，歧管40提供来自第一组流动通路30和第二组流动通路34的流，入口平面56可与芯16相邻，而出口平面58可与芯16间隔开。应当理解，这里关于入口平面56和出口平面58使用的"平面"不一定表示几何平面或平均几何平面，而是表示限定参考歧管40的入口或出口的边界或阈值，并且可相对于通过歧管40的流动方向。虽然示为具有带有从本体延伸的圆柱的基本上弯曲的圆锥体，但是应当理解，可设想用于该组歧管40的任何合适的几何结构。

现在参考图3，该组歧管40可包括第一入口歧管42、第一出口歧管44、第二入口歧管46和第二出口歧管48。该组歧管中的一个或多个歧管可与芯16成整体或一体，与芯形成为一体，或形成为单个整体。一组安装凸缘62可联接到该组歧管40。安装凸缘62可安装到用于安装热交换器12的固定结构，如安装到图1的发动机14的一部分。

第一入口歧管42在第一侧22处与第一组流动通路30相邻地联接到芯16。肋50可从第一入口歧管42延伸到芯16。虽然仅示出为单个肋50，但是适于改善歧管40的结构完整性的任何数量的肋50或类似的原位结构可与本文所述的任何歧管40一起使用。

第一入口60可形成在第一入口歧管42中，与第一组流动通路30间隔开。一个或多个侧壁64可至少部分地形成第一入口歧管42，侧壁64可在安装凸缘62和芯16之间延伸，从而限定用于第一入口歧管42的内部66。在非限制性实例中，第一入口歧管42可由镍、镍-钴或镍合金制成。在一个实例中，第一入口歧管42可由铁镍合金制成，并且可制造成具有特定百分比的镍或镍浓度。这种材料提供高拉伸强度，同时具有小于芯16的热膨胀系数(cte)。具体而言，这种材料可提供高达600华氏度(^of)的增强的强度和抗冲击性，而更多的特殊化合金可提供高达1000华氏度或更高的温度。

第一出口歧管44在第二侧24处与第一组流动通路30相邻地流通地联接到芯16。第一出口80可形成在第一出口歧管44中，与第一组流动通路30间隔开。第一出口歧管44可相对于芯16定位成与第一入口歧管42相对，并且可经由第一组流动通路30流通地联接到第一入口歧管42。第一出口歧管44可包括侧壁82和类似于第一入口歧管42的几何结构的几何结构。与第一入口歧管42类似，在非限制性实例中，第一出口歧管可由镍、镍-钴或诸如铁-镍的镍合金制成。

第二入口歧管46在第三侧26处与第二组流动通路34相邻地联接到芯16。第二入口70可形成在第二入口歧管46中，并且可与第二组流动通路34间隔开。第一侧壁72可从芯16延伸到第二侧壁74。第二侧壁74可布置成与第一侧壁72基本正交；然而，可设想任何定向。第一侧壁72和第二侧壁74可至少部分地限定用于第二入口歧管46的内部76。类似地，第二入口歧管46可由铁镍合金制成，并且可制造成具有特定百分比的镍或镍浓度。

第二出口歧管48在第四侧28处与第二组流动通路34相邻地联接到芯16。第二出口84可形成在第二出口歧管48中，并且可与第二组流动通路34间隔开。第二出口歧管48可相对于芯16定位成第二入口歧管46相对，并且可经由第二组流动通路34流通地联接到第二入口歧管46。进一步设想第二出口歧管48可包括一个或多个顺从性特征。

应当理解，如图所示的热交换器12和歧管40的组织是示例性的，并且提供热流体和冷流体之间的热交换的用于芯16的任何合适的几何结构可形成合适的热交换器12。应该理解，歧管40仅仅是为了示例性目的而示出的，并且可包括任何合适的形状、轮廓、布置或附件，用于有效地将一种或多种流体提供给热交换器12或芯16，并且从热交换器12或芯16移除一种或多种流体。

在操作期间，可沿第一组流动通路30通过芯16提供第一流体，如热流体。因此，第一入口歧管42、第一组流动通路30和第一出口歧管44可形成热流体路径。第一入口60可为热入口，并且第一出口80可为热出口。

可沿第二组流动通路34通过芯16提供第二流体，如冷流体。因此，第二入口歧管46、第一组流动通路34和第一出口歧管44可形成冷流体路径。第二入口70可为冷入口，且第二出口84可为冷出口。

在热流体和冷流体同时流动期间，在芯16内发生热交换，以冷却热流体并加热冷流体。芯16内的热流体和冷流体之间的平均温度可限定穿过芯16的流体的平均温度。取决于热流体和冷流体的温度，在芯16的平均温度和分别在第一入口歧管42和第二入口歧管46处的热流体或冷流体之间可存在大的温差或温度梯度。随着芯16中的温度升高或降低，可发生芯16的热膨胀和收缩。结构刚性的芯16的这种膨胀和收缩可在芯16和歧管40之间的接合处引起热应力。在与冷入口歧管流体相邻的芯的局部热区段之间可发生附加和叠加的高温梯度状况。在该位置存在显著的温度梯度。在芯的冷流体通路与热的入口歧管流体之间的局部区域存在相反和类似的情况。热应力可为芯16的显著温度变化导致热膨胀的结果。这种热应力或结构应力可导致热交换器12的破裂或变形，这可能缩短构件寿命或需要增加维护。此外，由于结构刚性的芯16(由于形成芯16的第一组流动通路30和第二组流动通路34的复杂几何结构而引起)的原因，这种热应力可能加剧。

另外，芯16的热膨胀可在歧管40和安装凸缘62之间的接合处引起物理应力。结果，结构刚性的安装凸缘62由于增加的组合热和结构或物理应力的增加而特别容易受到损坏或变形。

现在参考图4，曲线图100示出了用于热交换器的五个不同操作温度的五个曲线，在y轴上示出了作为每摄氏度百万分率(ppm/℃)的cte，其相对于x轴上的镍的原子百分比绘制。这种原子百分比可为例如可用于形成热交换器12或其一部分(如歧管40)的铁镍合金中镍的百分比。

第一曲线102示出了具有温度为15摄氏度(℃)的流体的歧管的操作温度。可理解的是，第一曲线102的cte的最小值在约30-45原子百分比的镍之间，其示为低于5ppm/℃。

第二曲线104示出了具有温度为200℃的流体的歧管的操作温度。第二曲线104的cte的最小值在镍的约35-42原子百分比之间，其示为在4到7ppm/℃之间。

第三曲线106示出了具有温度为300℃的流体的歧管的操作温度。第三曲线106的cte的最小值在约38-50原子％镍之间，其示为在7-10ppm/℃之间。

第四曲线108示出了具有400℃的流体温度的歧管的操作温度。第四曲线108的cte的最小值在约45-55原子％镍之间，其示为8-10ppm/℃之间。

第五曲线110示出了具有500℃的流体温度的歧管的操作温度。第五曲线110的cte的最小值在约50-55原子％镍之间，其示为11-13ppm/℃之间。

因此，合金的约38-50原子％镍的范围112可在大约0℃至500℃的宽范围的操作温度下允许降低cte。因此，具有约38-50％的镍百分比的歧管40可用于各种操作状况或系统。然而，可设想歧管40可具有适合于特定歧管温度或流体温度的特定原子百分比镍。例如，在预期在200℃下操作的热交换器12中，具有约38原子％镍的歧管40可用于在cte为约4ppm/℃的情况下操作。因此，可使用35-55％镍或40-50％镍的范围来覆盖宽范围的操作温度，更具体地针对实施方式的特定温度定制镍的百分比。还设想了较小的范围，如38-50％或40-50％的镍，或甚至更小的范围适合于单一操作温度，例如在200℃操作温度下的35-40％镍。

在没有这种调谐的情况下，由于芯16与歧管40之间的温度梯度、整体芯16的高结构刚度，以及与相邻固定边界状况(如安装凸缘62)的刚性壳体连接，可能发生严重的负面影响。例如，在芯16的热增长期间，沿歧管40处的芯的负载路径可引起局部化热应力，这可导致热交换器12的损坏或低周疲劳断裂。类似地，用于热交换器12的安装凸缘62可能易于受到歧管40的热增长的影响，这可导致安装凸缘62处的物理应力，物理应力另外导致热交换器12的损坏或破裂。

表皮18或歧管40的减小的cte导致热交换器12的该部分的热增长减少。应该理解的是，利用具有特定原子百分比镍的镍合金可定制为具有减小的cte，其小于芯16的cte。可基于热交换器12、歧管40的预期操作温度或芯16与歧管40或表皮18之间的温度梯度来定制减小的cte。利用镍合金将cte降低至小于芯16可允许减少歧管40或表皮18处的局部热应力，尤其是在用于安装热交换器12的安装凸缘62处。应该理解的是，可设想类似的材料，如具有减小的cte的类似电沉积金属合金。这种类似的合金可具有相应合金的独特百分比，以基于热交换器的预期操作温度或与芯16的温度梯度来降低cte。此外，镍合金可提供高拉伸强度。高拉伸强度可更好地适应热交换器12的操作期间的热应力，这可提供增加的构件寿命和减少的维护。

现在参看图5，流程图示出了形成热交换器的方法150，如本文所述的热交换器12。方法150开始于152：形成整体芯，如芯16。这可利用增材制造或3d打印来完成。例如，芯16可利用直接金属激光熔化(dmlm)或直接金属激光烧结(dmls)形成。形成芯16可包括至少第一组流动通路，如本文所述的流动通路30。这种形成可形成整体芯16，其具有通过芯16而限定的第一组流动通路30和第二组流动通路34。另外，这种技术可提供第一流动通路30和第二流动通路34的复杂几何结构或组织，从而促进通过其中的流体之间的热交换。在一个实例中，芯16可由铝形成。芯16可具有第一热膨胀系数，或可由具有第一热膨胀系数的材料制成。在一个实例中，芯16可由第一材料制成，如铝，其中第一热膨胀系数大于20ppm/℃，如24或25ppm/℃。

可选地，在154处，可将至少一部分表皮18增材制造在芯16上。作为非限制性实例，表皮18可具有小于芯16的热膨胀系数的热膨胀系数。表皮18可通过电铸或电镀形成。例如，表皮18可由具有35-55％镍或40-50％镍的ni-fe合金形成，同时设想到基于预期操作温度的任何合适浓度或其范围。在一个实例中，表皮18可一体地形成在芯16上。

在156处，可将第一歧管(如第一入口歧管42或热入口歧管)增材制造在芯16上。这种形成可将组合的芯16和第一歧管形成为一体，或将组合的芯16、表皮18和第一歧管形成为一体。增材制造可包括例如电铸、电镀、dmlm或dmls，并且可使用直流或脉冲电流电源来控制。第一入口歧管42可限定第一流体入口，如第一入口60，其与第一组流动通路30处于流体连通。第一入口歧管42的至少一部分可由第二材料形成，如ni-fe合金，其具有不同于或小于芯16的热膨胀系数的热膨胀系数。例如，ni-fe合金可包括在35-55％镍或40-50％镍之间的原子百分比的镍，或具有在5-10ppm/℃之间的系数。备选地，可设想特别适合于特定的预期热交换器操作温度或温度梯度的其它百分比的镍。55-10ppm/℃的热膨胀系数不同于和小于具有第一材料如铝的芯16的热膨胀系数，铝具有约24ppm/℃的热膨胀系数。第一入口歧管42的较小热膨胀系数可减小第一入口歧管42处的热应力。还可设想，第一入口歧管42的第一部分可形成为具有第一热膨胀系数，并且第一入口歧管42的第二部分可形成为具有与第一部分不同的第二热膨胀系数，这两个部分的热膨胀系数小于芯16的热膨胀系数。

可选地，在156处，可将第二歧管(如第二入口歧管46或冷入口歧管)增材制造到芯16上。第二歧管和芯16或表皮18或两者可形成为一体。第二歧管可限定第二流体入口，该第二流体入口与第二组流动通路34连通。类似于第一入口歧管，第二歧管可由第二材料或甚至是第三材料制成，如第二歧管的至少一部分形成为有ni-fe合金，并且可包括在35-55％或40-50％之间的镍原子百分比，以使第二歧管的热膨胀系数小于芯16的热膨胀系数。这种制造可包括电铸或电镀，并且可包括受控的直流或脉冲电流电源。此外，第二歧管可具有与第一入口歧管的热膨胀系数不同的热膨胀系数，如具有的热膨胀系数与第一入口歧管相比而不同、更大或更小，同时仍小于芯16的热膨胀系数。

应当理解，热交换器12可利用增材制造形成，在非限制性实例中，利用一种或多种方法，如直接金属激光熔化(dmlm)、直接金属激光烧结(dmls)、电铸或电镀。这种形成可利用受控的直流或脉冲电流电源来确定材料的局部浓度，如fe-ni合金中的镍浓度。此外，热交换器12的单独部分可利用不同的增材制造方法形成。例如，芯16可由dmlm形成，而歧管40使用电铸形成。这样的方法使得芯16能够具有高传热系数，而歧管40可制成具有低cte。

现在参看图6，示为包括表皮18的芯16可利用例如dmlm或dmls预先形成。然后可将芯16放置在浴槽120中。金属成分溶液122可填充浴槽120。作为非限制性实例，金属成分溶液122可为如上所述的镍合金，包括ni-fe合金或载镍铁离子。阳极124可设在浴槽120中。例如，阳极124可为牺牲阳极或惰性阳极。热交换器12可沿热交换器12的单独表面形成阴极126或多个阴极126。如图所示，表皮18的至少一部分可形成阴极表面126，其中表皮18形成为具有镍-铁(ni-fe)合金，其包绕芯16的至少一部分。

电导管128将阳极124和阴极126联接到受控的直流或脉冲电流电源130，其可控制热交换器12的ni-fe部分的电铸或电镀。例如，提供给浴槽120的电流可控制电铸速率，或甚至可用于确定形成在热交换器12上的镍的浓度。

现在参看图7，牺牲歧管模具132可设在芯16上。牺牲歧管模具132可由导电材料制成，从而允许在牺牲歧管模具132处电铸或电镀。可制备芯16或表皮18的其余部分，例如用非导电材料覆盖，以防止电铸到芯16的其余部分上。电导管128可联接到牺牲歧管模具132，利用牺牲歧管模具132作为阴极126以将歧管40电铸到芯16。也联接到阳极124的电源130可控制歧管40到芯16的电铸或电镀。

在一个备选实例中，除了牺牲歧管模具132之外，还可为表皮18制造牺牲模具。因此，表皮18和歧管40都可彼此一体地并且同时地形成。

现在参看图8，歧管40可完全形成到芯16，从而形成热交换器12，热交换器12从图5和6的浴槽120中移除。歧管40由ni-fe合金形成，并且可具有预定原子百分比的镍，这可用于降低歧管40的cte，使得歧管40的cte小于芯16的cte。因此，芯16可由具有高导热性的材料制成，如铝，而歧管40由具有较小cte的材料制成。歧管40的较小cte减小了在热交换器操作期间由芯16的膨胀引起的热交换器12的局部热应力。

应当理解，如本文所述，形成一个或多个热交换器歧管或表皮的至少一部分，或形成具有特定原子百分比的镍的镍合金的热交换器的承载部分可用于调谐热交换器的该部分的热膨胀系数。更确切地，热交换器的该部分可形成为具有小于芯或热交换器的另一部分的cte。在一些实例中，歧管或表皮的cte可小于15ppm/℃，或甚至可小于10ppm/℃，而铝芯例如可具有24ppm/℃的cte。

本公开的各方面允许由诸如铝的材料形成的整体芯，同时具有由具有较低cte的金属合金形成的整体歧管和表皮。这可导致热交换器的热应力降低，从而导致热交换器操作期间的热增长，这可减少对热交换器的损坏并延长使用寿命，同时减少维护。此外，与芯中使用的材料相比，将镍合金用于歧管或表皮可导致热交换器的部分具有增大的拉伸强度。例如，feni合金可具有500-900兆帕斯卡(mpa)的极限拉伸强度。因此，应该理解，可通过电铸合金中包含的镍的百分比来调谐歧管或表皮的cte和拉伸强度。

如本文所述的热交换器可通过增材制造来制造，如将具有预定原子百分比的镍的歧管或表皮电铸到芯上。这种制造提供了具有特定所需原子百分比的镍的歧管或表面的精确成形。

另外，应当理解，本文所述的增材制造的元件，例如芯16、表皮18和歧管40，可包括原位特征，以进一步增加热交换器的局部结构强度12。例如，肋或等网格可在高应力位置增材制造，以提供额外的强度或结构完整性。这种原位特征可改善热交换器12的寿命并减少所需的维护。

本书面描述使用了实例来描述本文所述的公开内容的方面，包括最佳模式，且还使本领域的任何技术人员能够实施本公开的方面，包括制作和使用任何装置或系统，以及执行任何并入的方法。本公开的方面的专利范围由权利要求限定，且可包括本领域的技术人员想到的其它实例。如果此类其它实施例具有并非不同于权利要求书的书面语言的结构元件，或如果它们包括与权利要求书的书面语言无实质差别的等同结构元件，则期望此类其它实例在权利要求的范围内。

在并未描述的一定程度上，各种方面的不同特征和结构可按期望彼此组合。一个特征可能未在所有方面中示出，并不意味着理解为它不可以，而是为了描述的简洁而这样做。因此，不同方面的各种特征可按期望混合和匹配来形成新的方面，而不论是否清楚描述新方面。本文所述的所有组合或置换可由本公开覆盖。