电机是现代工业中ue的重要组件,而电机的性能往往取决于定子的质量,传统的电机定子通常采用硅钢片材料制造。增材制造技术是一种新兴的制造技术,可以制造出更为复杂的结构,同时可以大大缩短产品的开发周期。fe-3wt.%si铁素体材料具有优异的磁性能和机械性能,可以大大提高电机的性能,同时电阻率比传统的硅钢片低,电性能更好。因此,采用增材制造技术和fe-3wt.%si铁素体材料制造电机定子具有重要的意义和应用价值。
近日来自美国橡树岭国家实验室的tej n. lamichhane等研究人员进行了增材制造技术和fe-3wt.%si铁素体材料制造电机定子的研究,该技术不仅可以实现复杂形状的定子制造,具有更高的灵活性和可定制性。同时可以大大缩短产品的开发周期,提高生产效率。这项研究得到了美国能源部的支持,是一项非常有前途的技术研究。该定子是通过选择性激光熔化技术打印出来的,然后加工成薄层,zui后叠加成定子核心。研究采用了选择性激光熔化(selective lasermelting,slm)技术来打印出fe-3wt.%si铁素体材料。slm技术是一种基于粉末材料的增材制造技术,通过激光束将粉末材料熔化并逐层堆积,zui终形成所需的三维结构。相比传统的制造方法,slm技术具有更高的灵活性和可定制性,可以制造出更为复杂的结构。fe-3wt.%si铁素体材料是一种具有优异磁性能和机械性能的材料,可以大大提高电机的性能。同时,该材料的电阻率比传统的硅钢片低,电性能更好。这种材料的应用可以为电机制造业带来更高的性能和更好的效率。
图1 slm过程中打印的第一层照片(左);完成七个fe-3wt.%si定子样品(右)
图2电机组件:(a)slm打印定子和圆柱体;(b)1.4mm厚度定子薄片;(c)组装定子绕组;带baam打印ndfeb-pps磁铁的(d)转子;(e)组装转子;(f)壳体转子;(g,h)成套电机。
该研究还对打印出来的材料进行了性能测试,并与传统的硅钢片进行了比较。结果显示,该定子的磁导率比传统的硅钢片高出20%以上,磁饱和感应强度也比传统的硅钢片高出10%以上。同时,该定子的强度和硬度都比传统的硅钢片高出很多,电阻率也比传统的硅钢片低,电性能更好。这种性能的提升可以为电机制造业带来更高的效率和更好的性能。
表1 常规加工的电工钢和slm am fe-3wt.%si层压板的磁电性能比较
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