Новости
Впервые изучением возможности аддитивного производства обмоток и отдельных компонентов электродвигателей занялась немецкая компания Additive Drives совместно с несколькими автомобильными концернами. Команде инженеров и ученых уже удалось добиться более высокой эффективности и производительности приводов. Предполагается, что в дальнейшем модернизированными моторами будут оснащать не только автомобили, но и велосипеды, промышленное оборудование и другую технику.
Тонкости функционирования электродвигателя и способы оптимизации его работы
Конструкция любого типа электрического мотора включает статор, который создает магнитное поле и ротор (обмотку), выполняющую функцию токопроводящего вращательного контура. Ротор размещается в воздушном зазоре внутри статора. Его плавное вращение обеспечивает подшипник. При запуске двигателя по обмоткам ротора начинает идти ток. Магнитное поле воздействует на обмотку в разных направлениях, за счет чего создается крутящий момент, передающий вращение на вал.
С момента создания первого электрического двигателя прошло более 100 лет. С того времени были изобретены разные модели моторов: постоянного и переменного тока, сверхмалые и габаритные. Для максимального КПД инженеры усовершенствовали конструкцию, геометрию и отдельные детали двигателей.
Однако работы по оптимизации не прекращаются. Так, трио бельгийских исследовательских групп начала применять 3D-печать с использованием различных материалов при изготовлении обмоток, сердечника и других деталей. При такой технологии возможно нанесение различных материалов послойно, смешивание сырья для получения составов с новыми свойствами. Инженеры надеются, что им удастся найти способы уменьшения потерь магнитной, электрической и механической энергии для более эффективной работы электродвигателей. Каждая из исследовательских организаций уже представила свои разработки.
Медная печать от VITO
VITO — фламандская исследовательская организация, занимающаяся углубленным изучением 3D-печати с 2006 года. Одно из направлений ее деятельности — печать пастами керамических, металлических и полимерных деталей. Ключевое достижение компании в этой области — получение чистой печатной меди из пасты. Из отчета следует, что в процессе микроэкструзионной 3D-печати медной пастой удалось получить детали без внешних дефектов с относительной плотностью 95-99% и высокой электропроводностью — 90-102%.
Образец распечатанного с помощью меди изделия
Еще одна разработка VITO — трехмерная печать Fe-Si (электротехническая сталь, которая часто используется для изготовления сердечника двигателя). Сейчас исследовательская группа занята работами над 3D-печатью сердечника, при которой происходит чередование двух слоев: керамического и Fe-Si. Пока у команды не получилось достичь желаемого результата: на данный момент детали получаются с браком, у них наблюдается значительное искривление за счет усадки материала. Однако исследователи не сдаются и надеются, что в скором времени им удастся усовершенствовать сердечник.
Напечатанная с помощью электротехнической стали часть сердечника двигателя
Медная печать из связанной металлической нити от KU Leuven
В то время как VITO занимается экструзией пасты, KU Leuven работает над технологией FDM (моделированием методом послойного наплавления) с использованием металла и керамики. Эта технология аналогична процессу печати различными металлами, который используют компании Desktop Metal, Nanoe и Markforged. Исследователи также пытались комбинировать несколько разных материалов в одном отпечатке. Работы в этом направлении продолжаются. В свою очередь команда Гентского университета занята оптимизацией конструкции электродвигателей с целью увеличения магнитного потока.
Медный оттиск из связанной металлической нити от KU Leuven.
Ученые надеются, что плодотворная совместная работа трех исследовательских групп позволит добиться поставленной цели: увеличить энергоэффективность и мощность двигателей.
«Нам нравится работать над проектом по модернизации электромоторов. С учетом масштабов производства двигателей даже небольшая оптимизация может оказаться важной. Конечно, мы понимаем, что в случае незначительной модернизации производители двигателей скорее всего откажутся от применения новой технологии.
Если все же удастся достичь поставленной цели по увеличению мощности установок, то вполне вероятно внедрение новой аддитивной технологии в массовое производство. Здесь преимуществом будет выступать не только получение модернизированных двигателей, но и возможность сокращения затрат на их изготовление, поскольку печать нитями и пастами относится к недорогим технологиям. Пока эти два метода 3D-печати имеют недостатки, например, недостаточную автоматизацию. Однако при нивелировании минусов производства в будущем вполне реально изготавливать рентабельные детали», — считают исследователи.
Последние публикации
Технология 3D-печати с использованием пластиковых гранул (pellets) набирает популярность в последние годы. Традиционно в 3D-печати применялись нити пластика, но новый метод предлагает использование гранул, что может существенно изменить подход к аддитивному производству. В данной статье мы рассмотрим особенности и преимущества этой технологии, сравним с другими методами и познакомимся с некоторыми решениями, представленными на рынке.
Сегодня мы с удовольствием представляем обновленную серию промышленного аддитивного оборудования A_PRO от нашего партнера Volgobot. Модели данных 3D-принтеров предназначены для использования на производственных предприятиях и специализируются на печати функциональных деталей из разнообразных термопластичных полимеров.
В грандиозном мире современных технологий, где каждый миг приносит новые открытия и перспективы, команда 3DVision отправилась в путешествие на мероприятие от ведущего производителя 3D-сканеров Shining 3D в Абу-Даби.
Этот визит стал своего рода плодотворным кристаллизатором для наших партнерских отношений, преображая их в крепкие и надежные узы, сплетенные из совместных интересов в области трехмерной оцифровки.
Чрезвычайно прочные и в то же время легкие нити из углеродного волокна для 3D-принтеров все чаще используются для создания высококачественных прототипов. Нити из углеродного волокна обычно вливаются в филаменты PLA или ABS, но также иногда используются в PETG, нейлоне и поликарбонате.
В области 3D-сканирования точность – это не просто «приятная» дополнительная функция, а краеугольный камень надежности и достоверности сканируемых данных.
Точностью является разность между фактическим и измеренным значениями. Для лучшего понимания необходимо также изучить два тесно связанных понятия: достоверность и точность.
