Czy rdzeń silnika można również wydrukować w 3D? Nowe postępy w badaniach rdzeni magnetycznych silników Rdzeń magnetyczny jest arkuszowym materiałem magnetycznym o dużej przenikalności magnetycznej.Są powszechnie stosowane do prowadzenia pola magnetycznego w różnych systemach elektrycznych i maszynach, w tym w elektromagnesach, transformatorach, silnikach, generatorach, cewkach indukcyjnych i innych elementach magnetycznych. Dotychczas druk 3D rdzeni magnetycznych był wyzwaniem ze względu na trudność w utrzymaniu wydajności rdzenia.Jednak zespół badawczy opracował teraz kompleksowy proces wytwarzania przyrostowego w oparciu o laser, który według nich pozwala na wytwarzanie produktów magnetycznie lepszych od kompozytów o miękkim magnesie. ©Biała księga 3D Science Valley
Drukowanie 3D materiałów elektromagnetycznych
Wytwarzanie przyrostowe metali o właściwościach elektromagnetycznych jest rozwijającą się dziedziną badań.Niektóre zespoły badawczo-rozwojowe branży motoryzacyjnej opracowują i integrują własne komponenty drukowane w 3D oraz stosują je w systemie, a swoboda projektowania jest jednym z kluczy do innowacji. Na przykład drukowanie 3D funkcjonalnych, złożonych części o właściwościach magnetycznych i elektrycznych mogłoby utorować drogę dla niestandardowych wbudowanych silników, siłowników, obwodów i skrzyń biegów.Takie maszyny można produkować w cyfrowych zakładach produkcyjnych przy mniejszym montażu i obróbce końcowej itp., ponieważ wiele części jest drukowanych w 3D.Jednak z różnych powodów wizja drukowania 3D dużych i złożonych komponentów silników nie została zrealizowana.Głównie dlatego, że po stronie urządzenia istnieją pewne wymagające wymagania, takie jak małe szczeliny powietrzne w celu zwiększenia gęstości mocy, nie mówiąc już o kwestii komponentów wielomateriałowych.Jak dotąd badania skupiały się na bardziej „podstawowych” komponentach, takich jak drukowane w 3D wirniki z miękkiego magnesu, cewki miedziane i przewodniki cieplne z tlenku glinu.Oczywiście miękkie rdzenie magnetyczne są również jednym z kluczowych punktów, ale najważniejszą przeszkodą do rozwiązania w procesie drukowania 3D jest zminimalizowanie strat rdzenia.
▲Politechnika w Tallinie
Powyżej zestaw wydrukowanych w 3D przykładowych kostek pokazujących wpływ mocy lasera i prędkości druku na strukturę rdzenia magnetycznego.
Zoptymalizowany przepływ pracy podczas drukowania 3D
Aby zademonstrować zoptymalizowany przepływ pracy z drukowanym w 3D rdzeniem magnetycznym, badacze określili optymalne parametry procesu dla danego zastosowania, w tym moc lasera, prędkość skanowania, odstępy między kreskami i grubość warstwy.Zbadano także wpływ parametrów wyżarzania na uzyskanie minimalnych strat prądu stałego, strat quasi-statycznych, histerezowych i najwyższej przepuszczalności.Ustalono, że optymalna temperatura wyżarzania wynosi 1200°C, najwyższa gęstość względna wynosi 99,86%, najniższa chropowatość powierzchni wynosi 0,041 mm, najniższa utrata histerezy wynosi 0,8 W/kg, a ostateczna granica plastyczności wynosi 420 MPa. ▲Wpływ poboru energii na chropowatość powierzchni rdzenia magnetycznego wydrukowanego w 3D
Na koniec badacze potwierdzili, że laserowe wytwarzanie dodatków metalowych jest wykonalną metodą drukowania 3D materiałów z rdzeniem magnetycznym silników.W przyszłych pracach badawczych naukowcy zamierzają scharakteryzować mikrostrukturę części, aby poznać wielkość i orientację ziaren oraz ich wpływ na przepuszczalność i wytrzymałość.Naukowcy będą również dalej badać sposoby optymalizacji geometrii rdzenia wydrukowanej w 3D w celu poprawy wydajności.
Czas publikacji: 03 sierpnia 2022 r 
