積層造形技術に基づいた高性能ステータ

積層造形技術に基づいた高性能ステーター

モーターは現代の産業において不可欠かつ重要な部品であり、モーターの性能は多くの場合、ケイ素鋼板材料で作られるステーターの品質に依存します。 積層造形は、製品開発サイクルを大幅に短縮しながら、より複雑な構造を作成できる新しい製造技術です。Fe{0}}wt. パーセントSiフェライト材料は優れた磁気的および機械的特性を備えており、モーターの性能を大幅に向上させることができます。一方、電気カソード酸塩は従来のシリコン鋼板よりも低く、電気的特性は優れています。 したがって、積層造形技術と Fe-3wt. モーターステーターの製造にSiフェライト系材料を使用することは、大きな重要性と応用価値を持っています。

最近はTeN。 米国のオークリッジ国立研究所のラミチャン氏と他の研究者は、積層造形技術と Fe{0}}wt. の研究を行ってきました。 モーターステーターの製造にSiフェライト材料を使用しており、複雑な形状のステーターの製造を実現できるだけでなく、より高い柔軟性とカスタマイズ性を備えています。

同時に、製品開発サイクルを大幅に短縮し、生産効率を向上させることができ、この研究は米国エネルギー省の支援も受けており、非常に有望な技術研究です。

ステーターは選択的レーザー溶融技術によって印刷され、その後薄層に加工され、最後にステーター コアに重ね合わされます。 選択的レーザー溶解 (SLM) 技術を使用して、Fe{0}}wt. パーセントSiフェライト材料。 SLM 技術は、ベースの乾燥粉末材料を積層造形する技術であり、レーザー ビームによって材料を溶かして層ごとに積層し、目的の 3 次元構造を形成します。

従来の製造方法と比較して、SLM テクノロジーは柔軟性とカスタマイズ性が高く、より複雑な構造を製造できます。Fe-3wt. パーセントSiフェライト材料は、優れた磁気的および機械的特性を備えた材料であり、モーターの性能を大幅に向上させることができます。 同時に、この材料の陰極性は従来のケイ素鋼板よりも低く、電気的特性は優れています。 この材料を適用すると、モーター製造業界に高性能と効率の向上をもたらすことができます。

図 1: SLM 中に印刷された写真の最初の層 (左): 7 Fe-3wt. 完成した Si ステータ サンプルの割合 (右)

図 2 モーターのコンポーネント: (a) SLM プリントされたステーターとシリンダー。 (b) 厚さ 1.4 mm の固定子シート: (c) 組み立てられた固定子巻線: (d) BAAM プリント NdFeB-PPS 磁石を備えた回転子。 (e) 組み立てられたローター。 (f) ハウジングローター。 (g、h) モーターの完全なセット。

この研究では、印刷材料の特性もテストし、従来のケイ素鋼板と比較しました。 その結果、ステータの透磁率は従来の珪素鋼板よりも20パーセント以上高く、磁気飽和誘導強度も従来の珪素鋼板よりも10パーセント以上高いことがわかりました。 同時に、ステーターの強度と硬度は従来のケイ素鋼板よりもはるかに高く、神音率も従来のケイ素鋼板よりも低く、電気特性が優れています。 この性能の向上は、モーター製造業界の効率と性能の向上につながる可能性があります。

表 1 従来の方法で加工された電磁鋼板と SLM AM Fe-3wt% Si 積層板の磁気電気特性の比較。