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冷喷涂3D打印工艺开辟出电动机磁体的新设计可能性

导读: 近日,加拿大国家研究委员会(NRC)的研究人员开发了一种用于制造电动机永磁体的冷喷涂3D打印工艺。这个过程可能会导致成本降低和新的设计可能性。

近日,加拿大国家研究委员会(NRC)的研究人员开发了一种用于制造电动机永磁体的冷喷涂3D打印工艺。这个过程可能会导致成本降低和新的设计可能性。

冷喷涂3D打印工艺开辟出电动机磁体的新设计可能性

电动机中使用的高性能永磁体用于在施加电力时使电动机旋转。一般来说,这些电机使用粉末压实(烧结磁体)或注塑(粘结磁体)等工艺制造而成。但是,这些有效的流程可能需要很长时间,并且花费很多金钱。而且,这些工艺可以产生的形状范围是有限的。

来自加拿大国家研究委员会的研究人员Fabrice Bernier和Jean-Michel Lamarre正在寻求通过开发用于生产电动机永磁体的冷喷涂3D打印工艺来消除粉末压制和注塑的障碍。他们的技术将所有生产流程合并为一个,从而为制造商节省时间和金钱。

在冷喷涂3D打印中,细粉材料在高速压缩气体射流中被加速,并且导向目标-既可以是需要额外功能或修理的现有零件,也可以是在构建区域从零开始构建的新零件。机器人根据数字指令控制喷雾的方向,产生逐层建立的3D部件。

那么,为什么是冷喷涂3D打印工艺打印磁铁?根据NRC的研究人员称,使用这个过程有几个优点。对于初学者来说,它具有非常高的累积率,这意味着每小时可以放出几公斤的磁铁。其次,这些3D打印磁体具有优异的机械性能和热性能。

冷喷涂3D打印工艺开辟出电动机磁体的新设计可能性

这要归功于冷喷涂沉积的速度,这在混合物中不存在聚合物的情况下给予磁体固有的机械性能,例如增加的导热性(其允许更好的温度控制)和抗腐蚀性,以及氧化。

冷喷涂3D打印的另一个优点是零件表面和磁性材料之间具有优异的附着力。因为没有粘合剂或装配,所以这个粘合力非常强。这也意味着磁体比其传统制造的对应物更脆。

最后,由于冷喷涂3D打印是一个附加过程,它为磁铁提供了许多新的设计可能性,这是使用压缩和注塑成型等技术无法实现的。例如,复杂的内部几何形状可以通过点击按钮来制作。

NRC的研究人员已经打印了几个原型磁体,他们认为有几种方法可以用来改善电机设计。今后还可以开发软磁材料来扩大这个过程的范围。

Bernier说:“这项技术将为未来创造更紧凑、性能更好的电机,并为使用冷喷涂技术构建整个电机铺平道路。此外,3D打印过程可以提供显著的优势,如降低成本、更好的热管理、更复杂的几何形状和功能。”

除此之外,该技术可以使电动车辆的制造商以及磁致冷却、风力涡轮机和电信设备方面的制造商受益。

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