Печатный прототип магнитов для двигателей электрокаров создали В России
Ученые из Уральского федерального университета (УрФУ) создали технологию печати на 3D-принтере магнитных систем, необходимых для функционирования электродвигателей. Они обладают некоторыми особенностями, которые могут сделать их более привлекательными на перспективном рынке. В рамках исследований специалистами уже напечатаны небольшие образцы, протестированные на компьютерах. В планах — масштабирование производства.
Все больше сложных конструкций позволяют создавать технологии 3D-печати.
На следующем этапе тестовой печати авторы проекта намерены создавать роторы и статоры для крупных электродвигателей. Уже заключено соглашение с промышленным партнером, который готов испытать новую технологию, заменив на новые магниты существующие ферритовые системы, что уменьшит размер двигателя в полтора раза.
Небольшие печатные магнитные компоненты уже можно использовать в работе. Одной из перспективных задач ученых УрФУ является создание массивов Хальбаха, которые используются в двигателях электромобилей. Эта технология сочетает максимальную мощность при минимальной массе, однако дорога и сложна в изготовлении. Кроме того, они собираются из отдельных блоков, на стыках которых возникает индукционный скачок.
Сборка Хальбаха позволяет сочетать отдельные магниты так, чтобы делать асимметричным общее поле
Предлагаемая уральцами технология обеспечивает плавный поворот намагниченности, что повысит удельную мощность двигателя и КПД конструкции примерно на 7%. До сих пор такой подход никем не практиковался. 3D-печать может решить эту проблему, поскольку позволяет создавать систему целиком, избегая стыков отдельных магнитов.
В то же время авторам разработки нужно решить ряд технологических задач. Среди них, например, адаптация 3D-печати под существующие магнитные порошки, которые отличаются по структуре от традиционных. Потребуется создание специального оборудования. В этом специалистам УрФУ помогают подразделения Росатома.
Эффективность работы массива Хальбаха можно повысить за счет смягчения скачков поля на стыках магнитов
3D-печать целых систем Хальбаха также снизит массу двигателя примерно на 20% и понизит рабочую температуру. Кроме того, уменьшится содержание тяжелых редкоземельных металлов в магнитах.