O núcleo do motor também pode ser impresso em 3D?Novos progressos no estudo de núcleos magnéticos de motores O núcleo magnético é um material magnético em forma de folha com alta permeabilidade magnética.Eles são comumente usados para orientação de campo magnético em vários sistemas elétricos e máquinas, incluindo eletroímãs, transformadores, motores, geradores, indutores e outros componentes magnéticos. Até agora, a impressão 3D de núcleos magnéticos tem sido um desafio devido à dificuldade em manter a eficiência do núcleo.Mas uma equipe de pesquisa criou agora um fluxo de trabalho abrangente de fabricação aditiva baseado em laser que, segundo eles, pode produzir produtos que são magneticamente superiores aos compósitos magnéticos macios. ©Artigo técnico do 3D Science Valley
Impressão 3D de materiais eletromagnéticos
A fabricação aditiva de metais com propriedades eletromagnéticas é um campo emergente de pesquisa.Algumas equipes de P&D de motores estão desenvolvendo e integrando seus próprios componentes impressos em 3D e aplicando-os ao sistema, e a liberdade de design é uma das chaves para a inovação. Por exemplo, a impressão 3D de peças funcionais complexas com propriedades magnéticas e elétricas poderia abrir caminho para motores, atuadores, circuitos e caixas de engrenagens incorporados personalizados.Essas máquinas podem ser produzidas em instalações de fabricação digital com menos montagem e pós-processamento, etc., uma vez que muitas peças são impressas em 3D.Mas, por várias razões, a visão da impressão 3D de componentes motores grandes e complexos não se concretizou.Principalmente porque existem certos requisitos desafiadores no lado do dispositivo, como pequenos entreferros para maior densidade de potência, sem mencionar a questão dos componentes multimateriais.Até agora, a pesquisa concentrou-se em componentes mais “básicos”, como rotores magnéticos macios impressos em 3D, bobinas de cobre e condutores de calor de alumina.É claro que os núcleos magnéticos moles também são um dos pontos-chave, mas o obstáculo mais importante a ser resolvido no processo de impressão 3D é como minimizar a perda do núcleo.
▲Universidade de Tecnologia de Tallinn
Acima está um conjunto de cubos de amostra impressos em 3D mostrando o efeito da potência do laser e da velocidade de impressão na estrutura do núcleo magnético.
Fluxo de trabalho de impressão 3D otimizado
Para demonstrar o fluxo de trabalho otimizado do núcleo magnético impresso em 3D, os pesquisadores determinaram os parâmetros de processo ideais para a aplicação, incluindo potência do laser, velocidade de digitalização, espaçamento de hachura e espessura da camada.E o efeito dos parâmetros de recozimento foi estudado para atingir perdas DC mínimas, quase estáticas, perdas por histerese e maior permeabilidade.A temperatura ideal de recozimento foi determinada em 1200°C, a maior densidade relativa foi de 99,86%, a menor rugosidade superficial foi de 0,041 mm, a menor perda de histerese foi de 0,8 W/kg e o limite de escoamento foi de 420 MPa. ▲O efeito da entrada de energia na rugosidade da superfície do núcleo magnético impresso em 3D
Finalmente, os pesquisadores confirmaram que a fabricação aditiva de metal baseada em laser é um método viável para impressão 3D de materiais de núcleo magnético de motor.Em trabalhos de investigação futuros, os investigadores pretendem caracterizar a microestrutura da peça para compreender o tamanho e a orientação dos grãos, e o seu efeito na permeabilidade e resistência.Os pesquisadores também investigarão maneiras de otimizar a geometria do núcleo impresso em 3D para melhorar o desempenho.
Horário da postagem: 03 de agosto de 2022 