Kan motorkernen også 3D-printes?Nye fremskridt i studiet af motoriske magnetiske kerner Den magnetiske kerne er et pladelignende magnetisk materiale med høj magnetisk permeabilitet.De bruges almindeligvis til magnetfeltstyring i forskellige elektriske systemer og maskiner, herunder elektromagneter, transformere, motorer, generatorer, induktorer og andre magnetiske komponenter. Hidtil har 3D-printning af magnetiske kerner været en udfordring på grund af vanskeligheden ved at opretholde kerneeffektiviteten.Men et forskerhold er nu kommet med en omfattende laserbaseret additiv fremstillingsarbejdsgang, som de siger kan producere produkter, der er magnetisk overlegne i forhold til blødmagnetiske kompositter. ©3D Science Valley hvidbog
3D-print af elektromagnetiske materialer
Additiv fremstilling af metaller med elektromagnetiske egenskaber er et spirende forskningsfelt.Nogle motoriske R&D-teams udvikler og integrerer deres egne 3D-printede komponenter og anvender dem på systemet, og designfrihed er en af nøglerne til innovation. For eksempel kan 3D-printning af funktionelle komplekse dele med magnetiske og elektriske egenskaber bane vejen for tilpassede indlejrede motorer, aktuatorer, kredsløb og gearkasser.Sådanne maskiner kan produceres i digitale produktionsfaciliteter med mindre montage og efterbehandling osv., da mange dele er 3D-printede.Men af forskellige årsager er visionen om 3D-printning af store og komplekse motorkomponenter ikke blevet til virkelighed.Hovedsageligt fordi der er visse udfordrende krav på enhedssiden, såsom små luftspalter for øget effekttæthed, for ikke at nævne spørgsmålet om multi-materiale komponenter.Indtil videre har forskningen fokuseret på mere "grundlæggende" komponenter, såsom 3D-printede bløde magnetiske rotorer, kobberspoler og varmeledere af aluminiumoxid.Bløde magnetiske kerner er naturligvis også et af nøglepunkterne, men den vigtigste hindring, der skal løses i 3D-printprocessen, er, hvordan man minimerer kernetabet.
▲Tallinns teknologiske universitet
Ovenfor er et sæt 3D-printede prøveterninger, der viser effekten af laserkraft og printhastighed på strukturen af den magnetiske kerne.
Optimeret arbejdsgang for 3D-print
For at demonstrere den optimerede 3D-printede magnetiske kerne-workflow, bestemte forskerne de optimale procesparametre for applikationen, herunder laserkraft, scanningshastighed, skraveringsafstand og lagtykkelse.Og effekten af udglødningsparametre blev undersøgt for at opnå minimale DC-tab, kvasistatiske, hysteresetab og højeste permeabilitet.Den optimale udglødningstemperatur blev bestemt til at være 1200°C, den højeste relative densitet var 99,86%, den laveste overfladeruhed var 0,041 mm, det laveste hysteresetab var 0,8W/kg, og den ultimative flydespænding var 420MPa. ▲Effekten af energiinput på overfladeruheden af den 3D-printede magnetiske kerne
Endelig bekræftede forskerne, at laserbaseret metaladditivfremstilling er en mulig metode til 3D-printning af motormagnetiske kernematerialer.I fremtidigt forskningsarbejde agter forskerne at karakterisere delens mikrostruktur for at forstå kornstørrelse og kornorientering og deres effekt på permeabilitet og styrke.Forskerne vil også yderligere undersøge måder at optimere den 3D-printede kernegeometri for at forbedre ydeevnen.
Indlægstid: Aug-03-2022 