韓國(guó)研究人員采用磁性3D打印工藝制造高性能電機(jī)

2024年12月4日，南極熊獲悉，韓國(guó)機(jī)械材料研究所（KIMM）的研究人員表示，他們已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種用于電機(jī)制造的磁性3D打印系統(tǒng)，無(wú)需使用傳統(tǒng)模具。目前，使用這項(xiàng)新技術(shù)制造的下一代電機(jī)的性能評(píng)估也已成功完成。盡管該團(tuán)隊(duì)聲稱已經(jīng)成功地通過(guò)了性能驗(yàn)證，但迄今為止，他們分享的結(jié)果僅限于一份新聞稿。

△高性能下一代電機(jī)磁性3D打印技術(shù)概念圖

該技術(shù)的核心在于開(kāi)發(fā)能夠最大限度發(fā)揮材料磁性的3D打印設(shè)備。這樣就無(wú)需模具，克服了二維形狀的限制，超越了電機(jī)性能的界限。該技術(shù)被應(yīng)用于軸向磁通電機(jī)的開(kāi)發(fā)，這種電機(jī)非常適合在有限空間內(nèi)需要高扭矩和高輸出的應(yīng)用，例如機(jī)器人、電動(dòng)汽車和移動(dòng)解決方案。

研究人員表示，與傳統(tǒng)的層壓或粉末冶金電機(jī)相比，他們的工藝可以實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的磁結(jié)構(gòu)。但是，關(guān)于材料配方和打印參數(shù)的具體細(xì)節(jié)尚未公開(kāi)。目前，團(tuán)隊(duì)展示了一款輸出密度超過(guò)2.0 kW/L的500瓦級(jí)電機(jī)，但他們沒(méi)有提供與傳統(tǒng)制造方法的比較基準(zhǔn)。

△研究團(tuán)隊(duì)由KIMM自主制造研究所3D打印系首席研究員Taeho Ha領(lǐng)導(dǎo)

已公開(kāi)展示的性能指標(biāo)：

●已展示500瓦電機(jī)
●輸出密度>2.0 kW/L
●未提供比較效率指標(biāo)
●未指定制造時(shí)間和材料成本
●未包含耐用性和熱性能數(shù)據(jù)

目前，展示的結(jié)果包括一個(gè)500瓦級(jí)原型電機(jī)，據(jù)稱在設(shè)計(jì)靈活性和材料效率方面超越了傳統(tǒng)制造方法。然而，制造可重復(fù)性、熱性能、效率及長(zhǎng)期耐用性等關(guān)鍵驗(yàn)證指標(biāo)尚未得到充分解決。研究人員計(jì)劃將此技術(shù)應(yīng)用于機(jī)器人、移動(dòng)設(shè)備和醫(yī)療領(lǐng)域，但具體的應(yīng)用性能要求及原型的滿足方式尚未詳細(xì)闡述。

△帶有可變激光模塊的3D打印設(shè)備，用于微結(jié)構(gòu)控制

下一步計(jì)劃

這項(xiàng)研究得到了KIMM用于開(kāi)發(fā)下一代高性能電機(jī)的3D打印設(shè)備的基礎(chǔ)研究計(jì)劃，以及韓國(guó)國(guó)家研究基金會(huì)的納米和材料技術(shù)開(kāi)發(fā)計(jì)劃的支持。

韓國(guó)機(jī)械材料研究所( KIMM)是科學(xué)和信息通信技術(shù)部下屬的非營(yíng)利性政府資助研究機(jī)構(gòu)。自1976年成立以來(lái)，機(jī)構(gòu)通過(guò)研發(fā)機(jī)械和材料領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)、進(jìn)行可靠性測(cè)試評(píng)估以及將開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品和技術(shù)商業(yè)化，為國(guó)家經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)做出了貢獻(xiàn)。

KIMM的博士Taeho Ha表示：“展望未來(lái)，我們計(jì)劃將它與高功能材料的3D打印技術(shù)相結(jié)合，擴(kuò)展到先進(jìn)的工業(yè)領(lǐng)域�！笨偟膩�(lái)說(shuō)，目前的技術(shù)挑戰(zhàn)主要集中在可擴(kuò)展性、批量生產(chǎn)的成本效益以及材料優(yōu)化。