¿Se puede imprimir también en 3D el núcleo del motor?Nuevos avances en el estudio de los núcleos magnéticos de los motores El núcleo magnético es un material magnético en forma de lámina con alta permeabilidad magnética.Se utilizan comúnmente para guiar campos magnéticos en diversos sistemas y máquinas eléctricos, incluidos electroimanes, transformadores, motores, generadores, inductores y otros componentes magnéticos. Hasta ahora, la impresión 3D de núcleos magnéticos ha sido un desafío debido a la dificultad para mantener la eficiencia de los núcleos.Pero un equipo de investigación ha ideado un flujo de trabajo integral de fabricación aditiva basado en láser que, según afirman, puede producir productos que son magnéticamente superiores a los compuestos magnéticos blandos. ©Informe técnico del Valle de las Ciencias 3D
Impresión 3D de materiales electromagnéticos.
La fabricación aditiva de metales con propiedades electromagnéticas es un campo de investigación emergente.Algunos equipos de I+D de motores están desarrollando e integrando sus propios componentes impresos en 3D y aplicándolos al sistema, y la libertad de diseño es una de las claves de la innovación. Por ejemplo, la impresión 3D de piezas funcionales complejas con propiedades magnéticas y eléctricas podría allanar el camino para motores, actuadores, circuitos y cajas de engranajes integrados personalizados.Estas máquinas se pueden producir en instalaciones de fabricación digital con menos montaje y posprocesamiento, etc., ya que muchas piezas se imprimen en 3D.Pero por diversas razones, la visión de imprimir en 3D componentes de motores grandes y complejos no se ha materializado.Principalmente porque existen ciertos requisitos exigentes en el lado del dispositivo, como pequeños espacios de aire para una mayor densidad de potencia, sin mencionar el tema de los componentes multimaterial.Hasta ahora, la investigación se ha centrado en componentes más “básicos”, como rotores magnéticos blandos impresos en 3D, bobinas de cobre y conductores de calor de alúmina.Por supuesto, los núcleos magnéticos blandos también son uno de los puntos clave, pero el obstáculo más importante a resolver en el proceso de impresión 3D es cómo minimizar la pérdida del núcleo.
▲Universidad Tecnológica de Tallin
Arriba se muestra un conjunto de cubos de muestra impresos en 3D que muestran el efecto de la potencia del láser y la velocidad de impresión en la estructura del núcleo magnético.
Flujo de trabajo de impresión 3D optimizado
Para demostrar el flujo de trabajo optimizado del núcleo magnético impreso en 3D, los investigadores determinaron los parámetros de proceso óptimos para la aplicación, incluida la potencia del láser, la velocidad de escaneo, el espaciado de los sombreados y el espesor de la capa.Y se estudió el efecto de los parámetros de recocido para lograr pérdidas mínimas de CC, pérdidas cuasiestáticas por histéresis y la mayor permeabilidad.Se determinó que la temperatura óptima de recocido era 1200 °C, la densidad relativa más alta era 99,86 %, la rugosidad superficial más baja era 0,041 mm, la pérdida por histéresis más baja era 0,8 W/kg y el límite elástico máximo era 420 MPa. ▲El efecto del aporte de energía sobre la rugosidad de la superficie del núcleo magnético impreso en 3D
Finalmente, los investigadores confirmaron que la fabricación aditiva de metales basada en láser es un método factible para la impresión 3D de materiales de núcleo magnético de motores.En futuros trabajos de investigación, los investigadores pretenden caracterizar la microestructura de la pieza para comprender el tamaño y la orientación del grano, y su efecto sobre la permeabilidad y la resistencia.Los investigadores también investigarán más a fondo formas de optimizar la geometría del núcleo impresa en 3D para mejorar el rendimiento.
Hora de publicación: 03-ago-2022 