电机用软磁体的增材制造(下)

Additive Manufacturing of Soft Magnets for Electrical Machines(Part 2)

随着人们对清洁能源发电技术的日益关注,如风力发电以及各种应用中的纯电动动力系统,新一代高性能磁性材料的需求显著增加。这些应用对电机的设计要求极为苟刻,在功率密度和转换效率等指标方面均面临着极大的挑战,这进一步推动了对新一代轻型超高效电机用先进材料的制造和探索。增材制造(Additive manufacturing,AM)是一种逐层三维(3D)打印技术,可通过直接进行具有复杂几何形状的近净成型,为电机的工业制造开辟新的途径。增材制造技术可减少零件数量并缩短生产工期,并通过仅在设计性能要求关键区域打印稀土磁体、非晶纳米晶软磁复合材料等昂贵的关键材料以节省资源。增材制造方法的选择对磁性材料的磁、电、热以及机械性能也有很大的影响。在有关3D打印的七个主要的美国标准测试和材料定义标准模式中,选区激光融化、熔融沉积建模和粘合剂喷射技术主要应用于磁性材料的增材制造和其在电机中的集成。本文总结并探讨了电机用软磁材料的3D打印适应性和性能特点,并从价格、打印性能、重量和电机性能等多方面探讨了软磁材料的选择前景。本综述重点介绍了大型电机的增材制造现状、增材制造工艺选择指南、混合打印技术、以及相关机遇和挑战,重点讨论对电机至关重要的多材料加工方面。混合打印技术将多个增材制造工艺与自动化相结合,实现多材料同步分配、实时质量控制、应用集成减材计算机数控加工进行后处理和表面抛光,是电机制造业面向最终用户的发展方向。