3D打印電機(jī)不是夢,開姆尼茨工業(yè)大學(xué)使用銅、鐵和陶瓷成功打印重要部件

近日，德國TU Chemnitz公司首次成功地為電動馬達(dá)的每個重要部件進(jìn)行3D打印，使用銅、鐵和陶瓷進(jìn)行打印。經(jīng)過兩年多的研究，由開姆尼茨技術(shù)大學(xué)教授Dr. Ralf Werner領(lǐng)導(dǎo)的一個團(tuán)隊將在今年的漢諾威工業(yè)博覽會上展示他們的最新突破。

這一研究的第一個重要步驟是完成一個完全3D打印的線圈。該線圈能夠承受超過300℃的溫度，并于去年首次由Werner領(lǐng)導(dǎo)的兩名學(xué)術(shù)成員Johannes Rudolph和Fabian Lorenz完成。線圈主要由銅導(dǎo)電體組成，能夠與鐵或鐵合金部件結(jié)合產(chǎn)生磁場。使用陶瓷材料以使銅導(dǎo)體與銅導(dǎo)體以及鐵或鐵合金部件絕緣。

該團(tuán)隊采用更先進(jìn)的3D打印陶瓷來制造線圈，而不是使用傳統(tǒng)的聚合物材料。這些材料具有更高的耐溫水平。 “在過去兩年半的時間里，我們的目標(biāo)是大幅提高電機(jī)能夠承受的溫度，”Werner說。

根據(jù)Rudolph的說法，“與常規(guī)絕緣系統(tǒng)相關(guān)的220°C的最大允許繞組溫度可能會超過相當(dāng)大的數(shù)值。因此，電機(jī)的工作溫度僅受鐵元件的鐵磁特性的限制，而鐵元件的鐵磁特性只能維持在700°C�！�3D打印陶瓷不僅可以更好地承受熱量，還可以更有效地傳導(dǎo)熱量。這種散熱能力的提高有助于提高電機(jī)的輸出密度�！�

該團(tuán)隊的創(chuàng)新3D打印過程包括使用膏體，這些糊劑如FDM打印一樣擠出，然后像SLS技術(shù)一樣燒結(jié)在一起。這些膏體由陶瓷材料以及銅和鐵等金屬材料組成。使用特別適合的粘合劑將粘性膏體保持在一起。該技術(shù)可以同時進(jìn)行陶瓷和金屬結(jié)構(gòu)的3D打印。這種開創(chuàng)性的方法可能會繼續(xù)為制造電氣設(shè)備提供廣泛的潛在應(yīng)用。正如我們?nèi)ツ晁鶊蟮赖哪菢�，這種新的3D打印過程是與德國ViscoTec公司密切合作開發(fā)的，該公司是生產(chǎn)泵送液體系統(tǒng)的專家。

“在開姆尼茨大學(xué)實驗室打印的電機(jī)代表了突破，同時證明了我們技術(shù)的原理-它證明了我們的技術(shù)的可行性，”Rudolph說。在參與開發(fā)這種開創(chuàng)性制造技術(shù)之后，他現(xiàn)在正準(zhǔn)備與Lorenz一起創(chuàng)建一家初創(chuàng)公司。為了引起人們的興趣，該團(tuán)隊將于4月23日至27日在漢諾威工業(yè)博覽會上展示他們的3D打印電機(jī)和相關(guān)研究進(jìn)展。

來源：3D虎