Ali je mogoče jedro motorja tudi 3D natisniti?Nov napredek pri študiju motornih magnetnih jeder Magnetno jedro je ploščati magnetni material z visoko magnetno prepustnostjo.Običajno se uporabljajo za vodenje magnetnega polja v različnih električnih sistemih in strojih, vključno z elektromagneti, transformatorji, motorji, generatorji, induktorji in drugimi magnetnimi komponentami. Doslej je bilo 3D tiskanje magnetnih jeder izziv zaradi težav pri ohranjanju učinkovitosti jeder.Toda raziskovalna skupina je zdaj pripravila obsežen potek dela za aditivno proizvodnjo na osnovi laserja, za katerega pravijo, da lahko proizvede izdelke, ki so magnetno boljši od mehkomagnetnih kompozitov. ©Bela knjiga 3D Science Valley
3D tiskanje elektromagnetnih materialov
Aditivna proizvodnja kovin z elektromagnetnimi lastnostmi je nastajajoče področje raziskav.Nekatere ekipe za raziskave in razvoj motorjev razvijajo in integrirajo lastne 3D-natisnjene komponente ter jih uporabljajo v sistemu, svoboda oblikovanja pa je eden od ključev do inovacij. Na primer, 3D-tiskanje funkcionalnih kompleksnih delov z magnetnimi in električnimi lastnostmi bi lahko utrlo pot za vgrajene motorje, aktuatorje, vezja in menjalnike po meri.Takšne stroje je mogoče izdelati v digitalnih proizvodnih obratih z manj sestavljanja in naknadne obdelave itd., saj je veliko delov natisnjenih 3D.Toda iz različnih razlogov se vizija 3D tiskanja velikih in zapletenih motornih komponent ni uresničila.Predvsem zato, ker obstajajo določene zahtevne zahteve na strani naprave, kot so majhne zračne reže za večjo gostoto moči, da ne omenjamo vprašanja komponent iz več materialov.Doslej so bile raziskave osredotočene na bolj "osnovne" komponente, kot so 3D-natisnjeni mehkomagnetni rotorji, bakrene tuljave in toplotni prevodniki iz aluminijevega oksida.Seveda so mehka magnetna jedra tudi ena od ključnih točk, vendar je najpomembnejša ovira, ki jo je treba rešiti v procesu 3D tiskanja, kako zmanjšati izgubo jedra.
▲Tehnološka univerza v Talinu
Zgoraj je niz 3D natisnjenih vzorčnih kock, ki prikazujejo učinek laserske moči in hitrosti tiskanja na strukturo magnetnega jedra.
Optimiziran potek dela 3D tiskanja
Za predstavitev optimiziranega 3D tiskanega poteka dela z magnetnim jedrom so raziskovalci določili optimalne procesne parametre za aplikacijo, vključno z močjo laserja, hitrostjo skeniranja, razmikom med loputami in debelino plasti.Učinek parametrov žarjenja je bil proučen, da bi dosegli minimalne enosmerne izgube, kvazistatične izgube, histerezne izgube in najvišjo prepustnost.Optimalna temperatura žarjenja je bila 1200 °C, najvišja relativna gostota je bila 99,86 %, najmanjša površinska hrapavost je bila 0,041 mm, najmanjša histerezna izguba je bila 0,8 W/kg, mejna meja tečenja pa je bila 420 MPa. ▲Vpliv vnesene energije na hrapavost površine 3D natisnjenega magnetnega jedra
Končno so raziskovalci potrdili, da je laserska proizvodnja kovinskih dodatkov izvedljiva metoda za 3D tiskanje materialov magnetnega jedra motorja.V prihodnjem raziskovalnem delu nameravajo raziskovalci opisati mikrostrukturo dela, da bi razumeli velikost zrn in orientacijo zrn ter njihov vpliv na prepustnost in trdnost.Raziskovalci bodo tudi nadalje raziskali načine za optimizacijo 3D natisnjene geometrije jedra za izboljšanje učinkovitosti.
Čas objave: 3. avgusta 2022 