2018/04/19
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研究员使用铜、铁和陶瓷材料3D打印电动马达
近日，德国TU Chemnitz公司首次成功地为电动马达的每个重要部件进行3D打印，使用铜、铁和陶瓷进行打印。经过两年多的研究，由开姆尼茨技术大学教授Dr. Ralf Werner领导的一个团队将在今年的汉诺威工业博览会上展示他们的最新突破。
这一研究的第一个重要步骤是完成一个完全3D打印的线圈。该线圈能够承受超过300℃的温度，并于去年首次由Werner领导的两名学术成员Johannes Rudolph和Fabian Lorenz完成。线圈主要由铜导电体组成，能够与铁或铁合金部件结合产生磁场。使用陶瓷材料以使铜导体与铜导体以及铁或铁合金部件绝缘。
该团队采用更先进的3D打印陶瓷来制造线圈，而不是使用传统的聚合物材料。这些材料具有更高的耐温水平。 “在过去两年半的时间里，我们的目标是大幅提高电机能够承受的温度，”Werner说。
根据Rudolph的说法，“与常规绝缘系统相关的220°C的最大允许绕组温度可能会超过相当大的数值。因此，电机的工作温度仅受铁元件的铁磁特性的限制，而铁元件的铁磁特性只能维持在700°C。“3D打印陶瓷不仅可以更好地承受热量，还可以更有效地传导热量。这种散热能力的提高有助于提高电机的输出密度。”
该团队的创新3D打印过程包括使用膏体，这些糊剂如FDM打印一样挤出，然后像SLS技术一样烧结在一起。这些膏体由陶瓷材料以及铜和铁等金属材料组成。使用特别适合的粘合剂将粘性膏体保持在一起。该技术可以同时进行陶瓷和金属结构的3D打印。这种开创性的方法可能会继续为制造电气设备提供广泛的潜在应用。正如我们去年所报道的那样，这种新的3D打印过程是与德国ViscoTec公司密切合作开发的，该公司是生产泵送液体系统的专家。
“在开姆尼茨大学实验室打印的电机代表了突破，同时证明了我们技术的原理-它证明了我们的技术的可行性，”Rudolph说。在参与开发这种开创性制造技术之后，他现在正准备与Lorenz一起创建一家初创公司。为了引起人们的兴趣，该团队将于4月23日至27日在汉诺威工业博览会上展示他们的3D打印电机和相关研究进展。
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