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.
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.
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.
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.
Ранее мы рассказывали об экологичном методе добычи лития из переработанных батареек.
