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3D打印電磁材料

發(fā)布時(shí)間：2022-07-16 13:05:26瀏覽：6980點(diǎn)贊：

導(dǎo)讀：磁芯是具有高磁導(dǎo)率的磁性材料片，它們通常應(yīng)用于引導(dǎo)和指導(dǎo)各種電氣系統(tǒng)和機(jī)器中的磁場

，包括電磁鐵

、變壓器、電動機(jī)

、發(fā)電機(jī)

、電感器和其他磁性組件。到目前為止

，由于難以保存磁芯的效率

，軟磁芯的3

D打印一直是一個(gè)重大挑戰(zhàn)。

2022年5月24日

，來自塔林科技大學(xué)和愛沙尼亞生命科學(xué)大學(xué)的研究人員正在研究使用3D打印技術(shù)來生產(chǎn)軟磁芯

。該研究小組提出了一個(gè)全面的基于激光的增材制造工作流程，他們聲稱可以產(chǎn)生優(yōu)于軟磁復(fù)合材料的磁性

。

△鐵氧體電感器包括一個(gè)由銅線圈包圍的磁芯

。圖片來自Jurgis Mankauskas。

3D打印電磁材料

具有電磁特性的金屬的增材制造是一個(gè)新興的研究領(lǐng)域

。電機(jī)制造行業(yè)已經(jīng)在嘗試開發(fā)3D打印集成應(yīng)用部件

，并認(rèn)為設(shè)計(jì)自由可以為行業(yè)的創(chuàng)新提供巨大幫助。例如

，3D打印具有磁性和電氣性能的復(fù)雜功能部件可以為帶有嵌入式電機(jī)

、執(zhí)行器、電路和齒輪箱的定制機(jī)器鋪平道路

。這種定制機(jī)器可以在數(shù)字制造設(shè)施中生產(chǎn)

、裝配和后處理，并且最大程度上減少材料浪費(fèi)

，因?yàn)樵S多裝配部件都是通過3D打印完成的

。

因此，迄今為止的研究主要集中在更基本的部件上

，如3D打印的軟磁轉(zhuǎn)子

、銅線圈和氧化鋁熱導(dǎo)。軟磁芯也有很受關(guān)注

，但在3D打印過程中盡量減少磁芯損失是一個(gè)有待跨越的障礙

。

△一組打印的樣品立方體展示了激光功率和打印速度對磁芯結(jié)構(gòu)的影響。照片來自塔林科技大學(xué)

。

一個(gè)優(yōu)化的3D打印工作流程

為了展示優(yōu)化的磁芯3D打印工作流程

，研究人員確定了應(yīng)用的最佳工藝參數(shù)

，包括激光功率、掃描速度

、艙口間距和層厚

。

愛沙尼亞大學(xué)的團(tuán)隊(duì)還研究了退火參數(shù)的影響，以實(shí)現(xiàn)最小的直流損耗

、準(zhǔn)靜態(tài)

、磁滯損耗和最高的磁導(dǎo)率。最佳的退火溫度被確定為1200℃

，這導(dǎo)致了最高的相對密度為99.86%

，最低的表面粗糙度為0.041毫米，最小的磁滯損失為0.8W/kg

，以及極限屈服強(qiáng)度為420MPa

。

△能量輸入對3D打印磁芯的表面粗糙度的影響。圖片來自塔林科技大學(xué)

。

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