האם ניתן להדפיס את ליבת המנוע גם בתלת מימד?התקדמות חדשה בחקר ליבות מגנטיות מוטוריות הליבה המגנטית היא חומר מגנטי דמוי יריעה עם חדירות מגנטית גבוהה.הם משמשים בדרך כלל להנחיית שדה מגנטי במערכות ומכונות חשמליות שונות, כולל אלקטרומגנטים, שנאים, מנועים, גנרטורים, משרנים ורכיבים מגנטיים אחרים. עד כה, הדפסת 3D של ליבות מגנטיות היוותה אתגר בשל הקושי בשמירה על יעילות הליבה.אבל צוות מחקר הגיע כעת עם זרימת עבודה מקיפה של ייצור תוספים מבוסס לייזר, שלדבריהם יכולה לייצר מוצרים עדיפים מבחינה מגנטית על חומרים מרוכבים מגנטיים רכים. ©ספר לבן תלת מימד של עמק המדע
הדפסת תלת מימד חומרים אלקטרומגנטיים
ייצור תוסף של מתכות בעלות תכונות אלקטרומגנטיות הוא תחום מחקר מתפתח.כמה צוותי מו"פ מוטוריים מפתחים ומשלבים רכיבים מודפסים בתלת מימד משלהם ומיישמים אותם במערכת, וחופש עיצוב הוא אחד המפתחות לחדשנות. לדוגמה, הדפסת תלת מימד של חלקים מורכבים פונקציונליים בעלי תכונות מגנטיות וחשמליות עשויה לסלול את הדרך למנועים משובצים מותאמים אישית, מפעילים, מעגלים ותיבות הילוכים.ניתן לייצר מכונות כאלה במתקני ייצור דיגיטליים עם פחות הרכבה ואחרי עיבוד וכו', מאחר וחלקים רבים מודפסים בתלת מימד.אך מסיבות שונות, החזון של הדפסת תלת מימד רכיבי מנוע גדולים ומורכבים לא התממש.בעיקר בגלל שיש דרישות מאתגרות מסוימות בצד המכשיר, כמו פערי אוויר קטנים לצפיפות הספק מוגברת, שלא לדבר על הנושא של רכיבים מרובי חומרים.עד כה, המחקר התמקד ברכיבים "בסיסיים" יותר, כגון רוטורים רכים-מגנטיים בהדפסת תלת-ממד, סלילי נחושת ומוליכי חום אלומינה.כמובן שגם ליבות מגנטיות רכות הן אחת מנקודות המפתח, אך המכשול החשוב ביותר שיש לפתור בתהליך ההדפסה בתלת מימד הוא כיצד למזער את אובדן הליבה.
▲אוניברסיטת טאלין לטכנולוגיה
למעלה יש סט של קוביות לדוגמה מודפסות בתלת מימד המציגות את השפעת כוח הלייזר ומהירות ההדפסה על מבנה הליבה המגנטית.
זרימת עבודה אופטימלית של הדפסת תלת מימד
כדי להדגים את זרימת העבודה האופטימלית של הליבה המגנטית המודפסת בתלת-ממד, החוקרים קבעו את פרמטרי התהליך האופטימליים עבור היישום, לרבות כוח לייזר, מהירות סריקה, מרווח בין הצודק ועובי השכבות.וההשפעה של פרמטרי חישול נחקרה כדי להשיג הפסדי DC מינימליים, איבודים מעין סטטיים, היסטרזיס והחדירות הגבוהה ביותר.טמפרטורת החישול האופטימלית נקבעה ל-1200°C, הצפיפות היחסית הגבוהה ביותר הייתה 99.86%, חספוס פני השטח הנמוך ביותר היה 0.041 מ"מ, אובדן ההיסטרזיס הנמוך ביותר היה 0.8W/kg, וחוזק התפוקה הסופי היה 420MPa. ▲ההשפעה של הזנת אנרגיה על חספוס פני השטח של הליבה המגנטית המודפסת בתלת מימד
לבסוף, החוקרים אישרו כי ייצור תוסף מתכת מבוסס לייזר הוא שיטה אפשרית להדפסת תלת-ממד של חומרי ליבה מגנטית מנוע.בעבודת מחקר עתידית, החוקרים מתכוונים לאפיין את המיקרו-מבנה של החלק כדי להבין את גודל הגרגר וכיוון הגרגר, והשפעתם על חדירות וחוזק.החוקרים גם יחקרו עוד דרכים לייעל את גיאומטריית הליבה המודפסת בתלת-ממד כדי לשפר את הביצועים.
זמן פרסום: אוגוסט-03-2022 