Weniger Material, weniger Kosten, schnellere Fertigung: Kanadische Wissenschaftler nutzen Kaltgasspritzen als 3D-Druckverfahren zur Fertigung von Permanentmagneten

Forscher des kanadischen NRC haben ein neues 3D-Druckverfahren entwickelt um Magneten für Elektromotoren kostengünstiger und schneller herstellen zu können. Wie die Forscher Wissenschaftler berichten verfügen die mit Unterstützung von 3D-Druck hergestellten Magnete außerdem mehr funktionale Eigenschaften als konventionell gefertigte Magnete. Neben Elektromotoren sollen zukünftig auch andere Bereiche von der Innovation profitieren.

Anzeige

Ein Forscherteam des National Research Council of Canada (NRC), einer staatlichen Einrichtung für wissenschaftliche wie industrielle Forschung in Kanada, schaffte es durch Einsatz von Kaltgasspritzen, ein neues 3D-Druckverfahren für die Herstellung von Elektromotormagneten zu entwickeln.

Zur Zeit erfolgt die Fertigung hochleistungsfähiger Dauermagnete für Elektromotoren auf traditioneller Art mit Pulverkompression und anschließendem Sintern oder Spritzgussverfahren. Nach Abschluss des Fertigungsprozesses müssen die Einzelteile jedoch zu einem Magneten zusammengefügt werden. Diese aufwendigen Einzelschritte werden mit dem neuen 3D-Druckverfahren der kanadischen Forscher jetzt vereint, was in Kosteneinsparungen und zahlreichen neue Designmöglichkeiten resultiert. Im Oktober 2016 berichteten wir über Forscher der TU Wien, der es mit einem 3D-Drucker gelang Permanentmagnete herzustellen.

Kaltgasspritzen ist eigentlich ein Beschichtungsverfahren, hier wird der Beschichtungswerkstoff in Pulverform im hohen Tempo auf das Trägermaterial aufgesprüht. In Verbindung mit einem Industrieroboter lassen sich 3D-Objekte schichtweise mit genauen und schnellen Bewegungen herstellen. Im Vergleich zu anderen 3D-Druck-Metallverfahren arbeitet die Additive Fertigung mit Kaltgasspritzen mit hoher Geschwindigkeit. Die Fertigung von Magneten mit mehreren Kilogramm Gewicht dauert nur eine Stunde. Der kommerziell verfügbare 3D-Drucker LightSPEED des australischen Herstellers SPEE3D, der erst kürzlich von Singapurs Polytechnikum eingeführt wurde um das Potential des Metall-3D-Drucks zu erforschen, arbeitet schon mit dieser Technologie.

Die Magnete die mit dem Verfahren des NRC hergestellt werden besitzen einer Mitteilung der kanadischen Forscher zufolge hervorragende mechanische und thermische Eigenschaften. Dank der hohen Geschwindigkeit bei der Aufbringung des Materials und den Verzicht auf Kunststoff im Materialmatrix haben die Magnete mechanische Eigenschaften, die klassischen Magneten überlegen seien.

Ein Zusammenbau einzelner Teile ist nicht erforderlich und damit kein Klebstoff mehr notwendig was zu Materialeinsparungen führt. Die Haftungseigenschaften der Magneten sei ebenfalls sehr gut. Die Magnete sind außerdem einfach maschinell bearbeitbar, weil sie weniger brüchiger sind als jene die im Sinterverfahren hergestellt werden.

Das Herstellungsverfahren erlaubt auch den 3D-Druck von Magneten mit Wärmeleitfähigkeit und resultiert in einer verbesserten Temperaturkontrolle. Gegen Korrosion und Oxidation sind sie beständig, was zu einer höheren Lebensdauer führt. Vom NRC wurden Prototypen der neuen Magnete mit Erfolg getestet. Aktuell suchen die Forscher neue Möglichkeiten, um den 3D-Druck mit Kaltgasspritzen für ein optimiertes Motordesign zu verwenden. An der Entwicklung weicher magnetischer Materialien wird ebenfalls gearbeitet:

Wie Fabrice Bernie in der Mitteilung weiter erklärte, der zusammen mit seinem Kollegen Jean-Michel Lamarre das Verfahren entwickelte, werde es mit dieser Technologie künftig möglich sein, kompaktere und leistungsstärkere Motoren herzustellen. Das Verfahren könne den Weg ebnen mit Kaltgasspritzen komplette Motoren zu fertigen.

Die Vorteile resultieren in einer Kostensenkung, besseren thermischen Magneten und komplexeren Geometrien, sowie umfangreicheren Funktionalitäten. Mit dem neuen 3D-Druckverfahren könnten neben Elektromotoren auch Windkraftanlagen, Antennen und Kühlmagnete gefertigt werden.

Video: Kaltgasspritzen eines Permanentmagneten auf die Innenfläche eines Zylinders

Mehr News:

Anzeige

TOP 10 verkaufte 3D-Drucker der 21. Kalenderwoche 2019

Platzierung diese WochePlatzierung letzte WocheGerätAktionspreisAktion / GutscheinZum ShopLagerDetailsTestberichtGültig bisRabattierte Stückzahl
1 (+1)2Creality3D – Ender 3161,99 €Flash
Sale
kaufenEU (Fast-23)- Bestes Preis-Leistungs-Verhältnis
- TOPSELLER 2018
lesen31.05.201950
2 (-1)1Alfawise U30158,40 €

GBU30SPL

kaufenEU (Fast-23)- Bestes Preis-Leistungs-Verhältnislesen10.06.2019200
310+Creality3D CR-10S PRO530,40 €

GB3DCRP

kaufenChina31.05.201950
4 (+-0)4Anet A8125,85 €

GB23CC4

kaufenEU (Fast-30)- Beliebter Klassiker15.05.201950
5 (NEU)10+Alfawise C10 Graviermaschine207,00

MBSALF24

kaufenChinaGraviermaschine31.05.2019100
6 (-1)5Alfawise U20251,71 €

GBU20SPL

kaufenEU (Fast-23)- SCHNELLER VERSAND AUS EU!lesen10.06.201950
7 (-1)6Creality3D Ender – 3X180,00 €Flash
Sale
kaufenChina (CN-099)31.05.201950
8 (-1)7-Easythreed Mini108,00 €Flash
Sale
kaufenChina (CN-099)31.05.201950
9 (NEU)10+KOHON KH01320,40 €Flash
Sale
kaufenEU (Fast-23)31.05.201950
109Creality3D CR - 10S386,56 €

GB10S1123

kaufenEU (Fast-23)- Umfangreiche Ausstattunglesen31.05.201950
OUT3Creality3D - Ender 3 PRO207,66 €ABGELAUFENkaufenChina (CN-099)- Steigende NachfrageABGELAUFENABGELAUFEN
OUT8Tronxy X5S – 400323,63 €ABGELAUFENkaufenChina (CN-099)ABGELAUFENABGELAUFEN
OUT9Tevo Flash395,55 €ABGELAUFENkaufenChina (CN-099)ABGELAUFENABGELAUFEN
OUT10Alfawise C10152,82 €ABGELAUFENkaufenChina (CN-099)- Graviermaschine als ideal Ergänzung für jede Makers-WerkstattABGELAUFENABGELAUFEN
OUT-Tronxy X5251,71 €ABGELAUFENkaufenEU (Fast-08)ABGELAUFENABGELAUFEN
OUT-GEEETECH A20M332,62 €ABGELAUFENkaufenChina (CN-099)ABGELAUFENABGELAUFEN
OUT3JGAURORA A5S134,84 €AUSVERKAUFTkaufenChinaABGELAUFENABGELAUFEN
OUT8Anet A6144,73 €ABGELAUFENkaufenEU- Beliebter KlassikerlesenABGELAUFENABGELAUFEN
OUT10JGAURORA A5X332,62 €ABGELAUFENkaufenEUlesenABGELAUFENABGELAUFEN

Gutschein-Code funktioniert nicht? Hier melden | Alle 3D-Drucker-Gutscheine | 3D-Drucker kaufen


Newsletter – 3D-Drucker-News per E-Mail:

Zur Anmeldung und Anmeldeinformationen