Algemeen

3D printen van magneten voor elektromotoren

magneten voor elektromotoren
NRC onderzoekers tonen een product dat met hun nieuwe technologie voor de productie van magneten is gemaakt (foto's: CNRC).

De National Research Council of Canada (CNRC) heeft een methode ontwikkeld om permanente magneten te produceren met behulp van cold spray additive manufacturing (CSAM). Met deze innovatieve productiemethode om magnetische materialen te maken, hebben de onderzoekers een nieuw proces ontwikkeld voor de fabricage van magneten voor elektromotoren.

Op dit moment worden krachtige magneten die worden gebruikt in elektromotoren meestal gemaakt met behulp van processen zoals sinteren of spuitgieten. Bij deze processen moeten de magneten eerst worden geproduceerd en vervolgens tot een eindproduct worden gevormd en samengevoegd.

De CSAM-technologie van de CNRC combineert alle stappen in één. De nieuwe technologie leidt niet alleen tot aanzienlijke kostenbesparingen, maar opent ook een wereld van ontwerpmogelijkheden die ondenkbaar waren met de traditionele productieprocessen.

3D printen met hoge snelheid

Cold spray additive manufacturing is een proces waarbij materiaal als fijn poeder wordt versneld in een straal gecomprimeerd gas met hoge snelheid. Een stroom poederdeeltjes botst met grote snelheid op de ondergrond waar laag na laag wordt opgebouwd.

Om het proces te controleren, wordt een industriële robot gebruikt om snelle en nauwkeurige 3D-bewegingen uit te voeren, waardoor het mogelijk wordt om complexe vormen te creëren. In vergelijking met andere additieve productietechnieken heeft CSAM het voordeel van hoge opbouwsnelheden die de productie van enkele kilo’s magneten per uur mogelijk maken.

Magneten voor elektromotoren

Een ander voordeel van de koud gespoten magneten van de National Research Council of Canada is dat ze uitstekende mechanische en thermische eigenschappen hebben. De hoge snelheden die worden gebruikt bij de afzetting van het materiaal en de afwezigheid van polymeer in de materiaalmatrix zorgen voor mechanische intrinsieke eigenschappen van de magneet die veel beter zijn dan die van conventionele magneten.

De hechting van het magneetmateriaal aan de ondergrond is opmerkelijk omdat noch lijm noch een steun wordt gebruikt. Magneten die zijn gemaakt met behulp van CSAM zijn gemakkelijk te bewerken in vergelijking met de brossere gesinterde magneten. De CNRC-technologie maakt ook magneten met een verhoogde thermische geleidbaarheid en betere thermische regelbaarheid mogelijk. De magneten zijn ook nog eens bestand tegen corrosie en oxidatie en zullen daarom langer meegaan.

Prototypes

magneten voor elektromotor
Onderzoekers bereiden op de koudsproei-installatie van het CNRC een onderdeel voor voor een prototype van een elektromotor.

De onderzoekers hebben met succes prototypes van motoren met het nieuwe harde magnetische materiaal geconstrueerd en getest. Ze zijn nu op zoek naar nieuwe manieren om CSAM te gebruiken om motorontwerpen te verbeteren. Ze werken actief aan de ontwikkeling van zachte magnetische materialen om de range aan beschikbare middelen te complementeren.

Volgens de onderzoekers zal de technologie het mogelijk maken om compactere, beter presterende motoren voor de toekomst te produceren. Dit kan de weg vrijmaken voor het bouwen van complete motoren met behulp van CSAM. De technologie biedt aanzienlijke voordelen zoals kostenreductie, beter thermisch beheer en complexer geometrieën en functionaliteiten.

Gezien het belang van het verminderen van de CO2-uitstoot in de volgende generatie voertuigen, zijn veel van de ontwikkelingsinspanningen van CNRC gericht op elektromotoren. Maar ook andere industrieën zouden kunnen profiteren van de nieuwe technologie. Belangrijke toekomstige toepassingen zijn onder meer magnetische koeling, windturbines en telecommunicatieapparatuur.

Op de site van de CNRC vindt u een korte video waarin het additieve productieproces van een permanente magneet op de binnenzijde van een cilinder wordt getoond.

 

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

x
Mis niet langer het laatste nieuws

Schrijf u nu in voor onze nieuwsbrief.

Inschrijven