Kan motorkjernen også 3D-printes?Ny fremgang i studiet av motoriske magnetiske kjerner Den magnetiske kjernen er et arklignende magnetisk materiale med høy magnetisk permeabilitet.De brukes ofte til magnetfeltveiledning i forskjellige elektriske systemer og maskiner, inkludert elektromagneter, transformatorer, motorer, generatorer, induktorer og andre magnetiske komponenter. Så langt har 3D-utskrift av magnetiske kjerner vært en utfordring på grunn av vanskeligheten med å opprettholde kjerneeffektiviteten.Men et forskerteam har nå kommet opp med en omfattende laserbasert arbeidsflyt for additiv produksjon som de sier kan produsere produkter som er magnetisk overlegne mykmagnetiske kompositter. ©3D Science Valley White Paper
3D-utskrift av elektromagnetiske materialer
Additiv produksjon av metaller med elektromagnetiske egenskaper er et fremvoksende forskningsfelt.Noen motoriske FoU-team utvikler og integrerer sine egne 3D-printede komponenter og bruker dem på systemet, og designfrihet er en av nøklene til innovasjon. For eksempel kan 3D-utskrift av funksjonelle komplekse deler med magnetiske og elektriske egenskaper bane vei for tilpassede innebygde motorer, aktuatorer, kretser og girkasser.Slike maskiner kan produseres i digitale produksjonsanlegg med mindre montering og etterbehandling osv., siden mange deler er 3D-printet.Men av ulike årsaker har ikke visjonen om 3D-printing av store og komplekse motorkomponenter blitt til virkelighet.Hovedsakelig fordi det er visse utfordrende krav på enhetssiden, for eksempel små luftspalter for økt effekttetthet, for ikke å nevne spørsmålet om multimaterialkomponenter.Så langt har forskningen fokusert på mer "grunnleggende" komponenter, som 3D-printede mykmagnetiske rotorer, kobberspoler og varmeledere av aluminiumoksyd.Myke magnetiske kjerner er selvfølgelig også et av nøkkelpunktene, men den viktigste hindringen som skal løses i 3D-utskriftsprosessen er hvordan man kan minimere kjernetapet.
▲Tallinn teknologiske universitet
Ovenfor er et sett med 3D-trykte prøvekuber som viser effekten av laserkraft og utskriftshastighet på strukturen til den magnetiske kjernen.
Optimalisert arbeidsflyt for 3D-utskrift
For å demonstrere den optimaliserte 3D-trykte magnetiske kjernearbeidsflyten, bestemte forskerne de optimale prosessparametrene for applikasjonen, inkludert laserkraft, skannehastighet, lukeavstand og lagtykkelse.Og effekten av annealing parametere ble studert for å oppnå minimum DC tap, kvasistatiske, hysterese tap og høyeste permeabilitet.Den optimale glødetemperaturen ble bestemt til å være 1200°C, den høyeste relative tettheten var 99,86 %, den laveste overflateruheten var 0,041 mm, det laveste hysteresetapet var 0,8 W/kg, og den endelige flytegrensen var 420 MPa. ▲Effekten av energitilførsel på overflateruheten til den 3D-trykte magnetiske kjernen
Til slutt bekreftet forskerne at laserbasert metalladditivproduksjon er en gjennomførbar metode for 3D-utskrift av magnetiske kjernematerialer fra motorer.I fremtidig forskningsarbeid har forskerne til hensikt å karakterisere delens mikrostruktur for å forstå kornstørrelse og kornorientering, og deres effekt på permeabilitet og styrke.Forskerne vil også undersøke ytterligere måter å optimalisere den 3D-printede kjernegeometrien for å forbedre ytelsen.
Innleggstid: Aug-03-2022 