研究人員創建出第一個完全3D列印的電動機

在開姆尼茨工業大學，另一項成就是：來自來自電能轉換系統和驅動器的研究人員創建了第一台全3D列印電動機。去年，兩位教授Johannes Rudolph和Fabian Lorenz 3D列印了一個能夠承受超過300°C溫度的線圈。從那以後，他們3D列印了電機的所有部件。其中包括銅導電體，這些導體與鐵或鐵合金以及陶瓷電氣絕緣體相結合產生磁場，從而使導體彼此之間和鐵質部件之間絕緣。這被稱為磁路。

「在過去兩年半的時間裡，我們的目標是大幅度提高電機能夠承受的溫度，」博士教授Ralf Werner說。

研究人員通過使用專用陶瓷代替常規的聚合物基絕緣材料來實現這一目標，陶瓷具有更高的耐溫度。

「與常規絕緣系統相關的220°C的最大允許繞組溫度可能會超過相當數量，」Rudolph說。 「因此電機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。」

陶瓷絕緣材料也具有較高的導熱率，因此導體中產生的熱量損失可以更快地消散。這使研究人員能夠提高電機的輸出密度。

「儘管所用銅的導電率與工藝有關，但在特定的應用場合下，可以通過顯著降低繞組溫度來提高效率。」Lorenz說。

研究人員為電機開發的3D列印工藝涉及擠出由鐵、銅或陶瓷顆粒組成的粘稠糊狀物以及特殊改性的粘合劑。然後燒結3D列印部分，燒結粘合劑將金屬或陶瓷材料熔合在一起。

研究人員解釋說：「多材料3D工藝的特殊優勢在於在列印過程中同時使用多種材料的可能性。例如，由銅製成的導電結構可以與絕緣材料一起列印。由陶瓷製成的陶瓷材料在諸如耐熱性或導熱性等許多物理性能方面優於由塑料製成的常規有機絕緣材料。通過這種方式，可以生產具有顯著較高耐溫性的電線圈。此外，與鐵等鐵磁材料結合，可以在一次列印操作中製造整個電機或其部件。「

為了在擠出糊劑時達到必要的精度，研究人員與ViscoTec Pumpen-u、Dosiertechnik GmbH緊密合作。

「在開姆尼茨大學實驗室列印的電機代表了突破，同時證明了我們技術的原理 - 它證明了我們的技術的可行性，」Rudolph說。

Rudolph和 Lorenz計劃在基於技術的基礎上開辦一家大學分拆公司。研究人員在剛剛結束的漢諾威展覽會上展示了他們的工作。

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