Lze jádro motoru také vytisknout 3D?

Lze jádro motoru také vytisknout 3D? Nový pokrok ve studiu magnetických jader motoru
Magnetické jádro je listovitý magnetický materiál s vysokou magnetickou permeabilitou.Běžně se používají pro vedení magnetického pole v různých elektrických systémech a strojích, včetně elektromagnetů, transformátorů, motorů, generátorů, induktorů a dalších magnetických součástí.
Doposud byl 3D tisk magnetických jader výzvou kvůli potížím s udržením účinnosti jádra.Ale výzkumný tým nyní přišel s komplexním pracovním postupem výroby aditiv na bázi laseru, který podle nich dokáže vyrábět produkty, které jsou magneticky lepší než měkké magnetické kompozity.

微信图片_20220803170402

©Bílá kniha 3D Science Valley

 

微信图片_20220803170407

3D tisk elektromagnetických materiálů

 

Aditivní výroba kovů s elektromagnetickými vlastnostmi je nově vznikající oblastí výzkumu.Některé týmy výzkumu a vývoje motorů vyvíjejí a integrují své vlastní 3D tištěné komponenty a aplikují je do systému a svoboda designu je jedním z klíčů k inovacím.
Například 3D tisk funkčních složitých dílů s magnetickými a elektrickými vlastnostmi by mohl připravit cestu pro vlastní vestavěné motory, akční členy, obvody a převodovky.Takové stroje lze vyrábět v digitálních výrobních zařízeních s menším množstvím montáže a následného zpracování atd., protože mnoho dílů je tištěno 3D.Vize 3D tisku velkých a složitých motorových komponent se ale z různých důvodů nenaplnila.Především proto, že na straně zařízení jsou určité náročné požadavky, jako jsou malé vzduchové mezery pro zvýšení hustoty výkonu, nemluvě o problematice vícemateriálových komponent.Dosud se výzkum soustředil na „základnější“ komponenty, jako jsou 3D tištěné měkké magnetické rotory, měděné cívky a tepelné vodiče z oxidu hlinitého.Měkká magnetická jádra jsou samozřejmě také jedním z klíčových bodů, ale nejdůležitější překážkou, kterou je třeba v procesu 3D tisku vyřešit, je, jak minimalizovat ztráty jádra.

 

微信图片_20220803170410

▲Technická univerzita v Tallinnu

 

Nahoře je sada 3D tištěných vzorových kostek ukazující vliv výkonu laseru a rychlosti tisku na strukturu magnetického jádra.

 

微信图片_20220803170414

Optimalizovaný pracovní postup 3D tisku

 

Pro demonstraci optimalizovaného pracovního postupu 3D tištěného magnetického jádra vědci určili optimální parametry procesu pro aplikaci, včetně výkonu laseru, rychlosti skenování, rozteče šraf a tloušťky vrstvy.A byl studován vliv parametrů žíhání, aby se dosáhlo minimálních DC ztrát, kvazistatických ztrát, ztrát hysterezí a nejvyšší permeability.Optimální teplota žíhání byla stanovena na 1200 °C, nejvyšší relativní hustota byla 99,86 %, nejnižší drsnost povrchu byla 0,041 mm, nejnižší ztráta hystereze byla 0,8 W/kg a mez kluzu byla 420 MPa.

▲Vliv vložené energie na drsnost povrchu 3D tištěného magnetického jádra

Nakonec výzkumníci potvrdili, že výroba kovových aditiv na bázi laseru je proveditelnou metodou pro 3D tisk materiálů s magnetickým jádrem motoru.V budoucí výzkumné práci mají vědci v úmyslu charakterizovat mikrostrukturu součásti, aby pochopili velikost zrna a orientaci zrna a jejich vliv na propustnost a pevnost.Výzkumníci budou také dále zkoumat způsoby, jak optimalizovat geometrii 3D tištěného jádra pro zlepšení výkonu.

Čas odeslání: srpen-03-2022