סטטור בעל ביצועים גבוהים המבוסס על טכנולוגיית ייצור תוסף

סטטור בעל ביצועים גבוהים המבוסס על טכנולוגיית ייצור תוסף

מנועים הם מרכיב הכרחי וחשוב בתעשייה המודרנית, וביצועי המנועים תלויים לרוב באיכות הסטטור, העשוי לרוב מחומר פלדת סיליקון. ייצור תוסף הוא טכנולוגיית ייצור מתפתחת שיכולה ליצור מבנים מורכבים יותר תוך קיצור משמעותי של מחזורי פיתוח המוצר. Fe-3wt. אחוז Si Ferritic בעל תכונות מגנטיות ומכאניות מצוינות, שיכולות לשפר מאוד את ביצועי המנוע, בעוד שהאלקטרוקטוראט נמוך מזה של פלדת סיליקון מסורתית, והתכונות החשמליות טובות יותר. לכן, השימוש בטכנולוגיית ייצור תוסף ו-Fe-3wt. אחוז Si Ferritic לייצור סטטור מנוע יש משמעות רבה וערך יישום.

לאחרונה, TeiN. Lamichhane וחוקרים אחרים מהמעבדה הלאומית Oak Ridge בארצות הברית ביצעו מחקר על טכנולוגיית ייצור תוסף ו-Fe-3wt. אחוז Si פריט חומר לייצור סטטור מנוע, אשר יכול לא רק לממש ייצור סטטור של צורות מורכבות, אלא יש גם גמישות גבוהה יותר ויכולת התאמה אישית.

יחד עם זאת, זה יכול לקצר מאוד את מחזור פיתוח המוצר ולשפר את יעילות הייצור, ומחקר זה נתמך על ידי משרד האנרגיה האמריקאי והוא מחקר טכני מבטיח מאוד.

הסטטור מודפס על ידי טכנולוגיית המסת לייזר סלקטיבית, לאחר מכן מעובד לשכבות דקות, ולבסוף מוכנס לליבת סטטור. נעשה שימוש בטכנולוגיית התכת לייזר סלקטיבית (SLM) להדפסת Fe-3wt. אחוז Si ferritic חומרים. טכנולוגיית SLM היא טכנולוגיית ייצור תוסף לחומרי אבקה יבשים בסיסיים, המומסת ונערמת שכבה אחר שכבה על ידי קרן לייזר ליצירת המבנה התלת מימדי הרצוי.

בהשוואה לשיטות ייצור מסורתיות, לטכנולוגיית SLM יש גמישות והתאמה אישית גבוהה יותר, והיא יכולה לייצר מבנים מורכבים יותר: Fe-3wt. אחוז חומר Si ferrite הוא חומר בעל תכונות מגנטיות ומכאניות מצוינות, שיכולים לשפר מאוד את ביצועי המנוע. יחד עם זאת, האלקטרו-קטוראט של החומר נמוך מזה של יריעות פלדת סיליקון מסורתיות, והתכונות החשמליות טובות יותר. היישום של חומר זה יכול להביא ביצועים גבוהים יותר ויעילות טובה יותר לתעשיית ייצור המנועים.

איור 1: שכבה ראשונה של תצלומים שהודפסו במהלך SLM (משמאל): Seven Fe-3wt. אחוז דגימות סטטור Si הושלמו (מימין)

איור 2 רכיבי מנוע: (א) סטאטור וצילינדר מודפסים SLM; (ב) יריעת סטטור בעובי 1.4 מ"מ: (ג) פיתול סטטור מורכב: (ד) רוטור עם מגנט NdFeB-PPS מודפס של BAAM; (ה) רוטור מורכב; (ו) רוטור בית; (ז, ח) סט שלם של מנוע.

המחקר בדק גם את תכונות החומרים המודפסים והשווה אותם ליריעות פלדת סיליקון קונבנציונליות. התוצאות מראות שהחדירות המגנטית של הסטטור גבוהה ביותר מ-20 אחוזים מזו של פלדת סיליקון מסורתית, ועוצמת השראת הרוויה המגנטית גבוהה גם ביותר מ-10 אחוזים מזו של פלדת סיליקון מסורתית. יחד עם זאת, החוזק והקשיות של הסטטור גבוהים בהרבה מזה של יריעות פלדת סיליקון מסורתיות, ושיעור ה-Shenyin נמוך גם מזה של יריעות פלדת סיליקון מסורתיות, והתכונות החשמליות טובות יותר. עלייה זו בביצועים יכולה להוביל ליעילות גבוהה יותר ולביצועים טובים יותר בתעשיית ייצור המנועים.

טבלה 1 השוואה בין מאפיינים מגנו-אלקטריים של פלדה חשמלית בעיבוד קונבנציונלי ושל SLM AM Fe -3% wt% Si למינציה.