Voidaanko moottorin ydin myös 3D-tulostaa? Uusi edistys moottorimagneettisten ytimien tutkimuksessa Magneettinen ydin on levymäistä magneettista materiaalia, jolla on korkea magneettinen permeabiliteetti.Niitä käytetään yleisesti magneettikentän ohjaukseen erilaisissa sähköjärjestelmissä ja koneissa, mukaan lukien sähkömagneetit, muuntajat, moottorit, generaattorit, kelat ja muut magneettiset komponentit. Toistaiseksi magneettiytimien 3D-tulostus on ollut haaste, koska ydintehokkuuden ylläpitäminen on vaikeaa.Mutta tutkimusryhmä on nyt keksinyt kattavan laserpohjaisen lisäainevalmistuksen työnkulun, jonka he sanovat voivan tuottaa tuotteita, jotka ovat magneettisesti parempia kuin pehmeä-magneettiset komposiitit. ©3D Science Valleyn valkoinen kirja
3D-tulostus sähkömagneettisia materiaaleja
Sähkömagneettisten ominaisuuksien omaavien metallien additiivinen valmistus on nouseva tutkimusala.Jotkut moottoriajoneuvojen T&K-tiimit kehittävät ja integroivat omia 3D-tulostettuja komponenttejaan ja soveltavat niitä järjestelmään, ja suunnittelun vapaus on yksi innovaation avaimista. Esimerkiksi 3D-tulostus toiminnalliset monimutkaiset osat, joilla on magneettisia ja sähköisiä ominaisuuksia, voisivat tasoittaa tietä mukautetuille sulautetuille moottoreille, toimilaitteille, piireille ja vaihteistoille.Tällaisia koneita voidaan valmistaa digitaalisissa tuotantolaitoksissa vähemmällä kokoonpanolla ja jälkikäsittelyllä jne., koska monet osat ovat 3D-tulostettuja.Mutta eri syistä visio suurten ja monimutkaisten moottorikomponenttien 3D-tulostamisesta ei ole toteutunut.Lähinnä siksi, että laitepuolella on tiettyjä haastavia vaatimuksia, kuten pienet ilmaraot tehotiheyden lisäämiseksi, puhumattakaan monimateriaalikomponenteista.Toistaiseksi tutkimus on keskittynyt "perus"komponentteihin, kuten 3D-tulostettuihin pehmeämagneettisiin roottoreihin, kuparikäämiin ja alumiinioksidilämmönjohtimiin.Tietysti myös pehmeät magneettiytimet ovat yksi avainkohdista, mutta tärkein ratkaistava este 3D-tulostusprosessissa on ydinhäviön minimoiminen.
▲Tallinnan teknillinen yliopisto
Yllä on sarja 3D-tulostettuja näytekuutioita, jotka osoittavat lasertehon ja tulostusnopeuden vaikutuksen magneettisydämen rakenteeseen.
Optimoitu 3D-tulostuksen työnkulku
Optimoidun 3D-tulostetun magneettisen ytimen työnkulun havainnollistamiseksi tutkijat määrittelivät sovellukselle optimaaliset prosessiparametrit, mukaan lukien lasertehon, skannausnopeuden, luukkujen etäisyyden ja kerroksen paksuuden.Ja hehkutusparametrien vaikutusta tutkittiin minimaalisten tasavirtahäviöiden, kvasistaattisten, hystereesihäviöiden ja suurimman läpäisevyyden saavuttamiseksi.Optimaaliseksi hehkutuslämpötilaksi määritettiin 1200°C, suurin suhteellinen tiheys oli 99,86%, pienin pinnan karheus oli 0,041 mm, pienin hystereesihäviö oli 0,8 W/kg ja lopullinen myötöraja oli 420 MPa. ▲Energian syötön vaikutus 3D-painetun magneettisydämen pinnan karheuteen
Lopuksi tutkijat vahvistivat, että laserpohjainen metallilisäaineiden valmistus on käyttökelpoinen menetelmä moottorin magneettisten ydinmateriaalien 3D-tulostukseen.Tulevassa tutkimustyössä tutkijat aikovat karakterisoida osan mikrorakennetta ymmärtääkseen raekoon ja raesuuntauksen sekä niiden vaikutuksen läpäisevyyteen ja lujuuteen.Tutkijat tutkivat myös edelleen tapoja optimoida 3D-tulostettua ydingeometriaa suorituskyvyn parantamiseksi.
Postitusaika: 03.08.2022 
