冷噴塗3D列印工藝開闢出電動機磁體的新設計可能性

近日，加拿大國家研究委員會（NRC）的研究人員開發了一種用於製造電動機永磁體的冷噴塗3D列印工藝。這個過程可能會導致成本降低和新的設計可能性。

電動機中使用的高性能永磁體用於在施加電力時使電動機旋轉。一般來說，這些電機使用粉末壓實（燒結磁體）或注塑（粘結磁體）等工藝製造而成。但是，這些有效的流程可能需要很長時間，並且花費很多金錢。而且，這些工藝可以產生的形狀範圍是有限的。

來自加拿大國家研究委員會的研究人員Fabrice Bernier和Jean-Michel Lamarre正在尋求通過開發用於生產電動機永磁體的冷噴塗3D列印工藝來消除粉末壓制和注塑的障礙。他們的技術將所有生產流程合併為一個，從而為製造商節省時間和金錢。

在冷噴塗3D列印中，細粉材料在高速壓縮氣體射流中被加速，並且導向目標-既可以是需要額外功能或修理的現有零件，也可以是在構建區域從零開始構建的新零件。機器人根據數字指令控制噴霧的方向，產生逐層建立的3D部件。

那麼，為什麼是冷噴塗3D列印工藝列印磁鐵？根據NRC的研究人員稱，使用這個過程有幾個優點。對於初學者來說，它具有非常高的累積率，這意味著每小時可以放出幾公斤的磁鐵。其次，這些3D列印磁體具有優異的機械性能和熱性能。

這要歸功於冷噴塗沉積的速度，這在混合物中不存在聚合物的情況下給予磁體固有的機械性能，例如增加的導熱性（其允許更好的溫度控制）和抗腐蝕性，以及氧化。

冷噴塗3D列印的另一個優點是零件表面和磁性材料之間具有優異的附著力。因為沒有粘合劑或裝配，所以這個粘合力非常強。這也意味著磁體比其傳統製造的對應物更脆。

最後，由於冷噴塗3D列印是一個附加過程，它為磁鐵提供了許多新的設計可能性，這是使用壓縮和注塑成型等技術無法實現的。例如，複雜的內部幾何形狀可以通過點擊按鈕來製作。

NRC的研究人員已經列印了幾個原型磁體，他們認為有幾種方法可以用來改善電機設計。今後還可以開發軟磁材料來擴大這個過程的範圍。

Bernier說：「這項技術將為未來創造更緊湊、性能更好的電機，並為使用冷噴塗技術構建整個電機鋪平道路。此外，3D列印過程可以提供顯著的優勢，如降低成本、更好的熱管理、更複雜的幾何形狀和功能。」

除此之外，該技術可以使電動車輛的製造商以及磁致冷卻、風力渦輪機和電信設備方面的製造商受益。

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