Μπορεί ο πυρήνας του κινητήρα να εκτυπωθεί επίσης 3D;Νέα πρόοδος στη μελέτη των μαγνητικών πυρήνων κινητήρα Ο μαγνητικός πυρήνας είναι ένα φύλλο σαν μαγνητικό υλικό με υψηλή μαγνητική διαπερατότητα.Χρησιμοποιούνται συνήθως για καθοδήγηση μαγνητικού πεδίου σε διάφορα ηλεκτρικά συστήματα και μηχανές, συμπεριλαμβανομένων ηλεκτρομαγνητών, μετασχηματιστών, κινητήρων, γεννητριών, πηνίων και άλλων μαγνητικών στοιχείων. Μέχρι στιγμής, η τρισδιάστατη εκτύπωση των μαγνητικών πυρήνων ήταν μια πρόκληση λόγω της δυσκολίας διατήρησης της απόδοσης του πυρήνα.Αλλά μια ερευνητική ομάδα έχει τώρα καταλήξει σε μια ολοκληρωμένη ροή εργασιών κατασκευής προσθέτων με βάση λέιζερ, η οποία λέει ότι μπορεί να παράγει προϊόντα που είναι μαγνητικά ανώτερα από τα μαλακά μαγνητικά σύνθετα υλικά. ©Τρισδιάστατη Λευκή Βίβλος Science Valley
3D εκτύπωση ηλεκτρομαγνητικών υλικών
Η πρόσθετη κατασκευή μετάλλων με ηλεκτρομαγνητικές ιδιότητες είναι ένα αναδυόμενο πεδίο έρευνας.Ορισμένες ομάδες έρευνας και ανάπτυξης κινητήρα αναπτύσσουν και ενσωματώνουν τα δικά τους εξαρτήματα τρισδιάστατης εκτύπωσης και τα εφαρμόζουν στο σύστημα και η ελευθερία σχεδιασμού είναι ένα από τα κλειδιά για την καινοτομία. Για παράδειγμα, η τρισδιάστατη εκτύπωση λειτουργικών πολύπλοκων εξαρτημάτων με μαγνητικές και ηλεκτρικές ιδιότητες θα μπορούσε να ανοίξει το δρόμο για προσαρμοσμένους ενσωματωμένους κινητήρες, ενεργοποιητές, κυκλώματα και κιβώτια ταχυτήτων.Τέτοιες μηχανές μπορούν να παραχθούν σε ψηφιακές εγκαταστάσεις παραγωγής με λιγότερη συναρμολόγηση και μετα-επεξεργασία κ.λπ., καθώς πολλά εξαρτήματα εκτυπώνονται 3D.Αλλά για διάφορους λόγους, το όραμα της τρισδιάστατης εκτύπωσης μεγάλων και πολύπλοκων εξαρτημάτων κινητήρα δεν έχει υλοποιηθεί.Κυρίως επειδή υπάρχουν ορισμένες απαιτητικές απαιτήσεις από την πλευρά της συσκευής, όπως μικρά κενά αέρα για αυξημένη πυκνότητα ισχύος, για να μην αναφέρουμε το ζήτημα των εξαρτημάτων πολλαπλών υλικών.Μέχρι στιγμής, η έρευνα έχει επικεντρωθεί σε πιο «βασικά» εξαρτήματα, όπως τρισδιάστατα εκτυπωμένα μαλακά μαγνητικά ρότορα, πηνία χαλκού και αγωγούς θερμότητας αλουμίνας.Φυσικά, οι μαλακοί μαγνητικοί πυρήνες είναι επίσης ένα από τα βασικά σημεία, αλλά το πιο σημαντικό εμπόδιο που πρέπει να λυθεί στη διαδικασία της τρισδιάστατης εκτύπωσης είναι πώς να ελαχιστοποιηθεί η απώλεια πυρήνα.
▲Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο του Ταλίν
Παραπάνω είναι ένα σύνολο τρισδιάστατων εκτυπωμένων κύβων δειγμάτων που δείχνουν την επίδραση της ισχύος λέιζερ και της ταχύτητας εκτύπωσης στη δομή του μαγνητικού πυρήνα.
Βελτιστοποιημένη ροή εργασίας τρισδιάστατης εκτύπωσης
Για να επιδείξουν τη βελτιστοποιημένη τρισδιάστατη εκτυπωμένη ροή εργασίας μαγνητικού πυρήνα, οι ερευνητές προσδιόρισαν τις βέλτιστες παραμέτρους διαδικασίας για την εφαρμογή, συμπεριλαμβανομένης της ισχύος λέιζερ, της ταχύτητας σάρωσης, της απόστασης των καταπατών και του πάχους στρώματος.Και η επίδραση των παραμέτρων ανόπτησης μελετήθηκε για να επιτευχθούν ελάχιστες απώλειες DC, οιονεί στατικές απώλειες, απώλειες υστέρησης και υψηλότερη διαπερατότητα.Η βέλτιστη θερμοκρασία ανόπτησης προσδιορίστηκε ότι είναι 1200°C, η υψηλότερη σχετική πυκνότητα ήταν 99,86%, η χαμηλότερη τραχύτητα επιφάνειας ήταν 0,041 mm, η χαμηλότερη απώλεια υστέρησης ήταν 0,8 W/kg και η τελική αντοχή διαρροής ήταν 420 MPa. ▲Η επίδραση της εισροής ενέργειας στην τραχύτητα της επιφάνειας του τρισδιάστατου εκτυπωμένου μαγνητικού πυρήνα
Τέλος, οι ερευνητές επιβεβαίωσαν ότι η κατασκευή πρόσθετων μετάλλων με βάση το λέιζερ είναι μια εφικτή μέθοδος για την τρισδιάστατη εκτύπωση υλικών μαγνητικού πυρήνα κινητήρα.Σε μελλοντική ερευνητική εργασία, οι ερευνητές σκοπεύουν να χαρακτηρίσουν τη μικροδομή του εξαρτήματος για να κατανοήσουν το μέγεθος των κόκκων και τον προσανατολισμό των κόκκων, καθώς και την επίδρασή τους στη διαπερατότητα και την αντοχή.Οι ερευνητές θα διερευνήσουν περαιτέρω τρόπους βελτιστοποίησης της γεωμετρίας του πυρήνα της τρισδιάστατης εκτύπωσης για τη βελτίωση της απόδοσης.
Ώρα δημοσίευσης: Αυγ-03-2022 