汉诺威工业博览会 在3D打印机中制造完整的电动引擎

Editor: Stefanie Michel

开姆尼茨工业大学的研究人员使用自行开发的3D打印程序,制造出全球第一台由铁、铜和陶瓷制成的电动引擎。这项创新将由该大学在汉诺威工业博览会上展出。

三相压缩无头磁阻机的这些定子是通过3D多功能打印机生产的。
三相压缩无头磁阻机的这些定子是通过3D多功能打印机生产的。
(Bild: 开姆尼茨工业大学/Jacob Müller)

使用金属和陶瓷浆料,这些浆料通过挤压工艺分层形成,随后进行烧结,开姆尼茨工业大学的电能转换系统和驱动技术专业的研究人员成功的打印出了完整的电动引擎。 “首先,我们将在2018年汉诺威工业博览会上展示这个世界级的创新”,Ralf Werner教授说。他的科学合作者Johannes Rudolph和Fabian Lorenz在过去的一年中已经推出了3D打印线圈,可承受超过300°C的高温。

同时,凭借自主开发的3D多材料打印程序,他们成功地在印刷过程中生产了电机的所有重要部件。其中包括电铜导体,其与铁或更具体地含铁合金一起影响磁场的形成和取向以及陶瓷的电绝缘,所述陶瓷将导体彼此绝缘并且抵靠被称为磁路的铁部件。

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项目目标:电机使用温度更高

Werner报道说:“迄今为止,该项目持续约两年半,其目标是显著提高电机使用温度的极限。”开姆尼茨的研究人员通过用特种陶瓷代替传统的基于聚合物的绝缘材料来实现这一目标,该陶瓷具有相当高的耐温性。 “这可以大大超过传统绝缘系统在最高220°C下的允许开发温度,其中电机的使用温度仅受限于铁的铁磁性,而铁的铁磁性仍高达约700°C”,鲁道夫补充说。

除了耐高温性外,陶瓷绝缘材料还具有更高的导热性。因此,导体中存在的热量损失可以更快地运走。通过这种方式,科学家实现了他们工作的另一个重要目标:电机功率密度的增加。 “尽管与工艺有关,铜导电率有所降低,但在特殊应用中,通过显著降低开发温度,将有可能提高效率”,Lorenz补充道。

3D打印程序使用高粘度浆料进行操作

开姆尼茨研究人员希望进一步开发适销性程序的基础是高粘度糊状物的层挤出。它们含有所需材料的颗粒,如铁,铜或陶瓷以及特制的粘合剂。为了在分配浆料时达到多材料印刷所必需的精度,科学家们在Inn的Töging的Viscotec Pumpen- and Dosiertechnik GmbH密切合作。

“在开姆尼茨大学实验室印刷的发动机代表着突破,同时也是原理的证明 - 因此是我们技术的概念证明”, Rudolph向大家保证,他实际上共同开发了这个程序,并与Lorenz一起在大学里创建了一家衍生公司。

科学家将在2018年的汉诺威工业博览会上在2号展馆的“未来研究”展位上展示他们的研究现状。Rudolph和Lorenz希望能够在展会上为他们新的3D多材料印刷品获得进一步的投资。

开姆尼茨工业大学在2018年汉诺威博览会上的展位:2号馆,A38展位

This article was first published on maschinenmarkt.de (German version).

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