杂志上发表的新论文能量has investigated the efficient manufacture of magnetic cores using laser additive manufacturing processes. The research has been conducted by scientists from the Tallinn University of Estonia and the Estonian University of Life Sciences.
Study:激光添加性制造的电气芯设计和电气应用程序的过程。图片来源：Nordroden/Shutterstock.com
研究背景
使用金属添加剂制造制造电磁材料是一个新开发的研究领域，起欧洲杯足球竞彩源于2010年代中期。到本十年的最后几年，使用此过程的制造电机的第一个概述已经发布。
在早期研究中，发现了3D打印电磁材料和电机的两个主要优点。欧洲杯足球竞彩首先，使用增材制造的好处，其设计自由形式以及数字系统的拓扑优化功能可以为该领域提供新的制造业革命。
The full realization of Industry 4.0 is rapidly approaching, and additive manufacturing is a central technology in this industrial revolution. Creating a streamlined manufacturing process for these materials and machines will facilitate their continued development, and metal additive manufacturing will become an integral technology in this research field and associated industries.
为了使这些印刷产品有意义，不仅需要生产复杂的零件，而且还需要嵌入式功能，例如磁性，机械和电气性能。
实现这一目标将转化为带电路和移动部件（例如电动机，执行器和变速箱）的大规模生产和定制商品。在工业4.0型智能工厂中制造它们，没有广泛的组装，后处理步骤和废物将对该领域非常有益。
目前，尚未完全实现使用添加剂制造的复杂电机制造。由于设备的要求，这是一项具有挑战性的努力，例如需要在提高其功率密度的组件中需要较小的气隙。此外，需要开发多物质印刷。许多孤立的欧洲杯足球竞彩材料不能充分执行，这导致研究重点是混合平行的多物质印刷方法。
由于3D打印这些复杂设备的挑战，研究通常集中在单个单材料组件的印刷上。已探索的组件包括软磁转子，铜管和氧化铝热量。科学家将这些组件集成到常规电机中以研究其效果。
最近，在软磁铁芯的3D打印中已经取得了相当大的进步。研究人员产生了具有高渗透性和磁化值的核心。然而，到目前为止，实现具有最小核心损失的优化加法核心是有问题的。
研究
该研究的目的是证明制造3D打印高性能磁芯的最佳过程流量。该过程流程涵盖了预印，打印过程本身和印刷后步骤。该论文专注于激光添加剂制造。
在研究中已经确定了最佳参数和能量密度。确定这些因素会增强组件的相对密度以达到最大值，并有助于生产具有最小表面粗糙度的材料和组件，否则可能会阻碍其性能。欧洲杯足球竞彩
作者研究了退火参数，以获得最小的准静态，滞后，直流损失和样品的最高渗透性。此外，该研究还研究了拓扑改进效应，例如引入气隙和绝缘空隙。这些作用用于研究涡流损失和调谐材料。欧洲杯足球竞彩
该研究还比较了常规软磁性材料的准备样品的材料特性。欧洲杯足球竞彩通过研究制备样品中的总核心损失和磁极化，作者已经评估了这些磁芯材料用于商业目的的成熟度。欧洲杯足球竞彩
研究结果
根据他们的观察，作者提出了几个关键发现，证明了激光添加剂制造的高性能磁芯材料和用于商业应用的组件。欧洲杯足球竞彩优化了扫描参数（激光功率，扫描速度，舱口间距，层厚度），并将氮用于处理环境。
发现最佳的热处理温度为1200oC. Preparing samples at this temperature produces materials with the lowest hysteresis losses and highest relative permeability. DC measurements revealed that the 3D laser-printed core materials have comparable magnetic properties to conventional steels. Eddy current losses were limited to acceptable levels by printing shape enhanced cores.
比较计划的3D模型拓扑与结果印刷原型的比较。图片来源：；Tiismus，H等人，能量
The paper has demonstrated that laser additive manufactured magnetic core materials can be considered for use in electrical machines. The superior material properties and freedom of design facilitated by metal additive manufacturing make these materials vastly superior to conventional soft magnetic core materials, especially for low-frequency applications.
作者表示，这些材料可用于高级新型机器设计。欧洲杯足球竞彩进一步的工作将集中于表征加性制造材料的微观结构，例如方向和颗粒状大小，其对渗透性和低场强度损失的影响以及进一步的形状优化。欧洲杯足球竞彩
进一步阅读
Tiismus，H等。（2022）激光添加性制造的电气芯设计和电气机应用程序能量15（10）3665 [在线] mdpi.com。可用网址：https://www.mdpi.com/1996-1073/15/10/3665
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