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. ©Bílá kniha 3D Science Valley
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 zaměřoval 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.
▲Technická univerzita v Tallinnu
Nahoře je sada 3D tištěných vzorových kostek ukazující vliv výkonu laseru a rychlosti tisku na strukturu magnetického jádra.
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 