Un moteur électrique fabriqué en impression 3D
Les chercheurs ont réussi à imprimer des moteurs électriques complets à l’aide de pâtes métalliques et céramiques, qui sont formées en couches par extrusion puis frittées. L’année dernière, la même équipe avait présenté une bobine imprimée en 3D pouvant supporter des températures supérieures à 300 °C. Entre-temps, ils ont réussi à produire tous les composants pertinents d’une machine électrique dans un processus d’impression multi-matériaux 3D. Ceux-ci comprennent des conducteurs électriques en cuivre qui, avec le fer ou les alliages ferreux, provoquent la formation et l’alignement des champs magnétiques ainsi que l’isolation électrique en céramique des conducteurs entre eux, ainsi qu’avec le circuit magnétique métallique.
L’objectif de ces deux années et demie de travail était d’augmenter la température de fonctionnement des machines électriques. Les chercheurs ont atteint cet objectif en remplaçant les matériaux d’isolation à base de polymères classiques par des céramiques qui permettent une résistance à la température beaucoup plus élevée. La température d’enroulement 220 °C admissible par les systèmes d’isolation classiques peut être largement dépassée car elle n’est alors limitée que par les propriétés ferromagnétiques du fer, qui restent intactes jusqu’à 700 ° C.
En plus d’avoir une résistance à la température plus élevée, l’isolant en céramique offre une conductivité thermique supérieure. De ce fait, il est possible de dissiper plus rapidement la chaleur et les scientifiques atteignent un autre objectif qui est d’augmenter la densité de puissance des machines électriques. «En dépit d’une conductivité électrique du cuivre liée au processus, légèrement réduite, il est également possible d’augmenter l’efficacité dans des applications spéciales en réduisant considérablement la température des enroulement», explique Fabian Lorenz, assistant de recherche à l’Université technique de Chemnitz.
Article ECI sur l’impression 3D
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