สเตเตอร์ประสิทธิภาพสูงที่ใช้เทคโนโลยีการผลิตแบบเพิ่มเนื้อ

สเตเตอร์ประสิทธิภาพสูงที่ใช้เทคโนโลยีการผลิตแบบเพิ่มเนื้อ

มอเตอร์เป็นส่วนประกอบที่ขาดไม่ได้และมีความสำคัญในอุตสาหกรรมสมัยใหม่ และประสิทธิภาพของมอเตอร์มักขึ้นอยู่กับคุณภาพของสเตเตอร์ ซึ่งมักทำจากวัสดุแผ่นเหล็กซิลิกอน การผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุเป็นเทคโนโลยีการผลิตที่เกิดขึ้นใหม่ ซึ่งสามารถสร้างโครงสร้างที่ซับซ้อนมากขึ้น ในขณะที่ทำให้วงจรการพัฒนาผลิตภัณฑ์สั้นลงอย่างมาก Fe-3wt. เปอร์เซ็นต์วัสดุ Si ferritic มีคุณสมบัติทางแม่เหล็กและทางกลที่ดีเยี่ยม ซึ่งสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของมอเตอร์ได้อย่างมาก ในขณะที่อิเล็กโทรคาโธเรตต่ำกว่าแผ่นเหล็กซิลิกอนแบบดั้งเดิม และคุณสมบัติทางไฟฟ้าจะดีกว่า ดังนั้น การใช้เทคโนโลยีการผลิตแบบเติมแต่งและ Fe-3wt. เปอร์เซ็นต์วัสดุ Si ferritic เพื่อผลิตมอเตอร์สเตเตอร์มีความสำคัญและมูลค่าการใช้งานสูง

เมื่อเร็วๆ นี้ เต้ย น. Lamichhane และนักวิจัยคนอื่นๆ จาก Oak Ridge National Laboratory ในสหรัฐอเมริกาได้ทำการวิจัยเกี่ยวกับเทคโนโลยีการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุและ Fe-3wt. เปอร์เซ็นต์ Si ferrite วัสดุในการผลิตสเตเตอร์ของมอเตอร์ ซึ่งไม่เพียงแต่สามารถรับรู้ถึงการผลิตสเตเตอร์ที่มีรูปร่างซับซ้อนเท่านั้น แต่ยังมีความยืดหยุ่นและปรับแต่งได้สูงกว่าอีกด้วย

ในขณะเดียวกันก็สามารถลดวงจรการพัฒนาผลิตภัณฑ์และปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตได้อย่างมาก และการวิจัยนี้ได้รับการสนับสนุนโดยกระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกาและเป็นการวิจัยทางเทคนิคที่มีแนวโน้มสูง

สเตเตอร์ถูกพิมพ์ด้วยเทคโนโลยีการหลอมด้วยเลเซอร์แบบคัดเลือก จากนั้นผ่านกระบวนการเป็นชั้นบาง ๆ และซ้อนทับเป็นแกนสเตเตอร์ในที่สุด มีการใช้เทคโนโลยี Selective Laser Melting (SLM) เพื่อพิมพ์ Fe-3wt. เปอร์เซ็นต์วัสดุ Si ferritic เทคโนโลยี SLM เป็นเทคโนโลยีการผลิตสารเติมแต่งสำหรับวัสดุผงแห้งพื้นฐาน ซึ่งถูกหลอมและวางซ้อนกันทีละชั้นด้วยลำแสงเลเซอร์เพื่อสร้างโครงสร้างสามมิติที่ต้องการ

เมื่อเทียบกับวิธีการผลิตแบบดั้งเดิม เทคโนโลยี SLM มีความยืดหยุ่นและปรับแต่งได้สูงกว่า และสามารถผลิตโครงสร้างที่ซับซ้อนได้มากกว่า: Fe-3wt. เปอร์เซ็นต์ Si วัสดุเฟอร์ไรต์เป็นวัสดุที่มีคุณสมบัติทางแม่เหล็กและทางกลที่ดีเยี่ยม ซึ่งสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานของมอเตอร์ได้อย่างมาก ในเวลาเดียวกัน electro-cathorate ของวัสดุต่ำกว่าแผ่นเหล็กซิลิกอนแบบดั้งเดิม และคุณสมบัติทางไฟฟ้าดีกว่า การประยุกต์ใช้วัสดุนี้สามารถนำประสิทธิภาพที่สูงขึ้นและประสิทธิภาพที่ดีขึ้นมาสู่อุตสาหกรรมการผลิตมอเตอร์

รูปที่ 1: ภาพถ่ายชั้นแรกที่พิมพ์ระหว่าง SLM (ซ้าย): Seven Fe-3wt. เปอร์เซ็นต์ Si stator ตัวอย่างเสร็จสมบูรณ์ (ขวา)

รูปที่ 2 ส่วนประกอบมอเตอร์: (a) สเตเตอร์และกระบอกสูบพิมพ์ SLM; (b) แผ่นสเตเตอร์ความหนา 1.4 มม.: (c) ขดลวดสเตเตอร์ประกอบ: (d) โรเตอร์พร้อมแม่เหล็ก NdFeB-PPS ที่พิมพ์ด้วย BAAM; (จ) ประกอบโรเตอร์; (f) ตัวเรือนโรเตอร์ (g,h) มอเตอร์ครบชุด.

การศึกษายังได้ทดสอบคุณสมบัติของวัสดุพิมพ์และเปรียบเทียบกับแผ่นเหล็กซิลิกอนทั่วไป ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่าการซึมผ่านของแม่เหล็กของสเตเตอร์นั้นสูงกว่าแผ่นเหล็กซิลิกอนแบบดั้งเดิมมากกว่า 20 เปอร์เซ็นต์ และความเข้มของการเหนี่ยวนำความอิ่มตัวของแม่เหล็กยังสูงกว่าแผ่นเหล็กซิลิกอนแบบดั้งเดิมมากกว่า 10 เปอร์เซ็นต์อีกด้วย ในเวลาเดียวกัน ความแข็งแรงและความแข็งของสเตเตอร์นั้นสูงกว่าแผ่นเหล็กซิลิกอนแบบดั้งเดิมมาก และอัตรา Shenyin ยังต่ำกว่าแผ่นเหล็กซิลิกอนแบบดั้งเดิม และคุณสมบัติทางไฟฟ้าก็ดีกว่า ประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นนี้สามารถนำไปสู่ประสิทธิภาพที่สูงขึ้นและประสิทธิภาพที่ดีขึ้นในอุตสาหกรรมการผลิตมอเตอร์

ตารางที่ 1 การเปรียบเทียบคุณสมบัติแมกนีโตอิเล็กทริกของเหล็กไฟฟ้าแบบขึ้นรูปทั่วไปและลามิเนต Si ของ SLM AM Fe-3โดยน้ำหนัก เปอร์เซ็นต์