科學家將在明年底前3D打印首個感應電動機

        近日，美國聯(lián)合技術公司研究中心（UTRC）的研究人員與美國能源部的ARPA-E（Advanced Research Project Agency-Energy ）項目簽訂了一份合同，目的是開發(fā)出一種不利用稀土類磁鐵的感應電動機，這種電動機可以在電動汽車上使用。

        不過，他們并不是獨立完成這個復雜的項目，而是與康涅狄格增材制造中心、賓州州立大學和Wayde Schmidt一起合作。UTRC的項目負責人解釋了他們的研究方式：

        “我們原來的設想是開發(fā)出一臺可以同時3D打印出銅導體、絕緣組件和鋼片的機器，當這些部件打印完成了，一臺電動機也就出現(xiàn)了。但是當前我們離在一臺機器里同時使用種材料進行制造還有巨大的技術鴻溝，于是我們將問題分解，然后集中力量各個擊破�！�

        感應電動機

        由于開發(fā)人員決定使用3D打印制造出發(fā)動機，那么傳統(tǒng)的發(fā)動機技術構(gòu)架顯然已經(jīng)不太合適，因此他們決定還要對發(fā)動機進行重新設計，使其更加適合增材制造（即3D打�。┘夹g。于是研究團隊設立了一個專門完成電動發(fā)動機重新設計任務的負責人Jagadeesh Tangudu。Tangudu介紹了開發(fā)一種新的發(fā)動機設計思路：

        “該項目的主要目的是設計出專門的發(fā)動機，這種發(fā)動機是假設在增材制造技術條件下最大限度地提高能源效率。我們并沒有對發(fā)動機設計進行限制，因此它最終的樣子可能相當非傳統(tǒng)甚至非常怪異。顯然，我們會面臨許多技術難題�！�

        目前，該研究團隊唯一愿意確認的是，他們計劃到2015年底之前拿出一個原型出來。

        此外由于開發(fā)要求是不使用稀土類磁鐵，Lawrence Livermore國家實驗室（LLNL）和布朗大學的研究人員正一起合作，開發(fā)一種交換彈性磁鐵，這種磁鐵既具有超強的磁力，又減少了對稀土材料的需求。

        制造交換彈性磁鐵需要硬質(zhì)和軟質(zhì)兩種類型的磁性材料的組合。硬質(zhì)材料的特性是非常難以消磁，而軟質(zhì)材料則是在磁場撤消之后仍能保持較高的磁性。這兩種屬性分別被稱為矯頑磁性（coercivity）和剩磁現(xiàn)象（remanence）。

        由于制造交換彈性磁鐵需要這兩種極端材料的精確配比，因而更適于使用3D打印技術制造。

        要制造一個交換彈性磁鐵，這些材料必須以類似棋盤的方式放置，它們之間的間距以納米計。CMI公司磁性推力研究負責人Scott K. McCall博士解釋說：“訣竅是，你需要將軟質(zhì)材料與硬質(zhì)材料之間的間隔保持在一個磁疇壁的距離，在許多材料中，這也就是幾納米遠。這只是一個簡單的想法，但為了能夠使材料的控制達到這樣的水平，有的人一直努力了20年。我們認為通過一些先進的制造方法，我們就能夠一塊一塊地構(gòu)建交換彈磁性體。”