Estator de alto rendimiento basado en tecnología de fabricación aditiva

Estator de alto rendimiento basado en tecnología de fabricación aditiva

Los motores son un componente indispensable e importante en la industria moderna, y el rendimiento de los motores a menudo depende de la calidad del estator, que generalmente está hecho de material de lámina de acero al silicio. La fabricación aditiva es una tecnología de fabricación emergente que puede crear estructuras más complejas al mismo tiempo que acorta significativamente los ciclos de desarrollo de productos.Fe-3wt. El material ferrítico por ciento Si tiene excelentes propiedades magnéticas y mecánicas, lo que puede mejorar en gran medida el rendimiento del motor, mientras que el electrocatorato es más bajo que el de la lámina de acero al silicio tradicional, y las propiedades eléctricas son mejores. Por lo tanto, el uso de tecnología de fabricación aditiva y Fe-3wt. El porcentaje de material ferrítico de Si para fabricar el estator del motor tiene una gran importancia y valor de aplicación.

Recientemente, TeiN. Lamichhane y otros investigadores del Laboratorio Nacional de Oak Ridge en los Estados Unidos han llevado a cabo investigaciones sobre tecnología de fabricación aditiva y Fe-3wt. porcentaje de material de ferrita de Si para fabricar el estator del motor, que no solo puede realizar la fabricación del estator de formas complejas, sino que también tiene una mayor flexibilidad y personalización.

Al mismo tiempo, puede acortar en gran medida el ciclo de desarrollo del producto y mejorar la eficiencia de la producción. Esta investigación ha sido apoyada por el Departamento de Energía de EE. UU. y es una investigación técnica muy prometedora.

El estator se imprime mediante tecnología de fusión láser selectiva, luego se procesa en capas delgadas y finalmente se superpone en un núcleo de estator. Se utilizó la tecnología Selective Laser Melting (SLM) para imprimir Fe-3wt. por ciento Si materiales ferríticos. La tecnología SLM es una tecnología de fabricación aditiva para materiales básicos de polvo seco, que se funde y apila capa por capa mediante un rayo láser para formar la estructura tridimensional deseada.

En comparación con los métodos de fabricación tradicionales, la tecnología SLM tiene una mayor flexibilidad y capacidad de personalización, y puede fabricar estructuras más complejas: Menos-3peso. El material de ferrita por ciento Si es un material con excelentes propiedades magnéticas y mecánicas, lo que puede mejorar en gran medida el rendimiento del motor. Al mismo tiempo, el electrocatorato del material es más bajo que el de las láminas de acero al silicio tradicionales y las propiedades eléctricas son mejores. La aplicación de este material puede brindar un mayor rendimiento y una mejor eficiencia a la industria de fabricación de motores.

Figura 1: Primera capa de fotografías impresas durante SLM (izquierda): Seven Fe-3wt. porcentaje de muestras de estator de Si completadas (derecha)

Figura 2 Componentes del motor: (a) estator y cilindro impresos en SLM; (b) lámina de estator de 1,4 mm de espesor: (c) devanado de estator ensamblado: (d) rotor con imán de NdFeB-PPS impreso con BAAM; (e) rotor ensamblado; (f) carcasa del rotor; (g, h) juego completo de motor.

El estudio también probó las propiedades de los materiales impresos y los comparó con las láminas de acero al silicio convencionales. Los resultados muestran que la permeabilidad magnética del estator es más del 20 % mayor que la de la lámina de acero al silicio tradicional, y la intensidad de la inducción de saturación magnética también es más del 10 % mayor que la de la lámina de acero al silicio tradicional. Al mismo tiempo, la fuerza y ​​la dureza del estator son mucho más altas que las de las láminas de acero al silicio tradicionales, y la tasa de Shenyin también es más baja que la de las láminas de acero al silicio tradicionales, y las propiedades eléctricas son mejores. Este aumento en el rendimiento puede conducir a una mayor eficiencia y un mejor rendimiento en la industria de fabricación de motores.

Tabla 1 Comparación de las propiedades magnetoeléctricas del acero eléctrico maquinado convencionalmente y el laminado SLM AM Fe-3wt percent Si.