從世界上第一個3D打印電動機看增材制造在電驅動方面的應用發展

魔猴君  行業資訊   1136天前

未來的驅動任務-無論是在工業領域還是交通領域-都對各個組件提出了很高的要求。電動機的經典制造工藝很快達到了極限。基于傳統的制造工藝，優化的幾何形狀通常是不可能的，結果是設計者在性能和效率上痛苦折衷。

隨著3D打印技術的發展，3D打印從打印電動機外殼，到定子繞組，到電動機，在獲得不斷的突破。

3D打印電機繞組© 3D科學谷新能源汽車白皮書

3D打印帶來電機制造的顛覆

電力驅動及控制系統是電動汽車的核心，也是區別于內燃機汽車的最大不同點。電力驅動及控制系統由驅動電動機、電源和電動機控制裝置等組成。電動汽車的其他裝置基本與內燃機汽車相同。電力驅動子系統由電控單元、控制器、電動機、機械傳動裝置和驅動車輪組成。主能源子系統由主能源、能量管理系統和充電系統構成。輔助控制子系統具有動力轉向、溫度控制和輔助動力供給等功能。

© 3D科學谷新能源汽車白皮書

動力系統的工作過程是，根據從制動踏板和加速踏板輸入的信號，電子控制器發出相應的控制指令來控制電動機，調節電動機和電源之間的功率流。輔助動力供給系統主要給動力轉向、空調、制動及其他輔助裝置提供動力。

當今的汽車制造商面臨著提高電動汽車效率的不斷增長的需求。制造商已經從各個角度解決這個問題：減輕重量、創建更高效的動力傳動系統、降低噪音。不過這個過程是不斷迭代且永無止境的。

目標：完全3D打印的電機

盡管成本、質量和性能是制造商的重中之重，但電動機的開發已有 100 多年沒有受到如此重視。考文垂制造技術中心的工程師正在開發他們聲稱可能是世界上第一個 3D 打印電動機，該團隊開發了一種生產電動機的方法，該電動機的主要部件使用增材制造。

這個3D打印電機的特點是盡管關鍵部件的尺寸和質量減少了，但電機功率卻增加了，零件數量的減少使供應鏈更簡單，提高了制造效率，降低了運行成本，并減少了組裝和檢查時間和成本。

3D打印電機© MTC

MTC 表示，他們的工作可能為 3D 打印電動機的商業化掃清道路題。此外，MTC 已經開發出一種生產電動機外殼的方法，包括使用增材制造的集成冷卻通道，目標是使用增材制造完全制造電機。

增材制造是開發復雜特征和形式的關鍵推動因素，這些特征和形式對于提高電動機的性能和功能至關重要。制造電動機的過程面臨許多挑戰，包括復雜或手動組裝、難以加工且價格昂貴的材料、熱管理以及使組件更輕的需求。

通過產品重新設計,利用增材制造的能力，可以在成本、減少浪費、性能和易于制造方面實現主要優勢。

保時捷、GKN通過金屬3D打印開發電子驅動動力總成

保時捷工程部門和GKN合作研究如何在其電子驅動動力系統中實施新材料。采用結構優化技術結合GKN的材料，保時捷實現了差速器的獨特設計（包括齒圈），通過這種齒輪減重和剛性形狀的組合，實現了更高效的傳動。

隨著金屬增材制造繼續發展并成為主流工藝，該應用不僅可以擴展到原型或賽車運動，而且還可以擴展到批量生產。

GKN英國創新中心專注于開發一系列新一代技術，將為電動汽車、賽車運動和非公路應用帶來巨大的效益。尤其是電氣化系統，GKN的專業知識可以幫助汽車制造商開發更輕、更安靜、更高效的車輛。

創新中心承擔的其他重要項目是開發電動汽車的“扭矩轉換”系統。GKN將模擬雙速電動汽車的無縫換檔及雙離合的感覺，這是世界上第一款全面的電動驅動系統，是為BMW i8混合動力超級跑車開發的。

來源：https://www.3ddayin.net/xinwenpindao/shendujiedu/40837.html