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3D新聞

英國大學(xué)通過3D打印技術(shù)追求可持續(xù)的電氣化發(fā)展之路

星之球科技 來源:遼寧冠達(dá)科技 企鵝號2021-03-14 我要評論(0 )   

未來電機(jī)制造(FEMM)中心宣布了一項新的可持續(xù)發(fā)展項目,以確保電氣化程度的提高不會導(dǎo)致英國垃圾填埋場被多余的零件所淹沒。工程和物理科學(xué)研究委員會(EPSRC)資助的...

未來電機(jī)制造(FEMM)中心宣布了一項新的可持續(xù)發(fā)展項目,以確保電氣化程度的提高不會導(dǎo)致英國垃圾填埋場被多余的零件所淹沒。工程和物理科學(xué)研究委員會(EPSRC)資助的項目著眼于實現(xiàn)更循環(huán)的經(jīng)濟(jì),將使三所英國大學(xué)為電機(jī)開發(fā)更可持續(xù)的生命周期。這將包括對當(dāng)前供應(yīng)鏈的初步評估以及確定更合適的制造方法(包括3D打?。┮宰罱K將材料循環(huán)回制造設(shè)施。該項目的合作伙伴包括斯特拉斯克萊德大學(xué)的高級成型研究中心(AFRC),謝菲爾德大學(xué)和紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)。

AFRC的高級制造工程師Jill Miscandlon博士解釋說:“重要的是,電氣化的努力不要在生產(chǎn)線上進(jìn)一步產(chǎn)生對自身產(chǎn)生負(fù)面影響的問題。我們不希望自己過渡到電動汽車,飛機(jī)和風(fēng)力渦輪機(jī),這些電動汽車,飛機(jī)和風(fēng)力渦輪機(jī)將在其使用壽命結(jié)束時被填埋?!?/p>

AFRC高級制造工程師Jill Miscandlon博士

電氣化:一把雙刃劍

當(dāng)今的大多數(shù)電氣系統(tǒng)(例如EV電動機(jī))都是使用常規(guī)制造工藝和有限的原始合金生產(chǎn)的。這些系統(tǒng)的報廢處理在最初的設(shè)計階段很少被廣泛考慮,因此其中許多最終都被填埋了。在未來幾年中,隨著電機(jī)產(chǎn)量的必然增長,這些有限的原材料合金將呈指數(shù)級消耗,給汽車,航空航天和可再生能源等行業(yè)帶來壓力。

Miscandlon談到需要回收原材料時補(bǔ)充說:“我們需要在設(shè)計具有出色性能的電機(jī)之間取得平衡,同時確保還可以回收這些材料以進(jìn)一步使用。我們必須絕對朝著清潔能源解決方案和電氣化方向發(fā)展,但至關(guān)重要的是,我們必須盡早考慮這些決策的長期影響?!?/p>

重新設(shè)計用于3D打印的電氣系統(tǒng)

除了在開發(fā)英國供應(yīng)鏈時考慮到使用壽命終止的項目外,項目合作伙伴還將徹底重新設(shè)計某些電氣系統(tǒng),其中一些電氣系統(tǒng)將重新設(shè)計用于3D打印。其中包括一組用于EV電動機(jī)和eVTOL車輛的線圈。電動機(jī)的性能主要受到其耗散能量損失的能力的限制,我們稱其為“不必要的熱量”。就目前而言,由于不良的散熱,大多數(shù)現(xiàn)代電動機(jī)中的電氣繞組是主要的性能瓶頸,節(jié)流的能量效率,功率密度和轉(zhuǎn)矩密度。因此,線圈冷卻系統(tǒng)的改進(jìn)可以幫助將電動汽車提升到新的應(yīng)用水平。

該項目團(tuán)隊將與兩個未具名的工業(yè)合作伙伴一起,通過重新設(shè)計和3D打印具有集成冷卻通道的銅卷,來證明金屬增材制造在該應(yīng)用中的適用性。使用粉末床融合技術(shù)生產(chǎn)的線圈將與液冷星點兼容,以改善散熱。將評估冷卻通道的可行性,以期促進(jìn)電動機(jī)設(shè)計者和制造商之間的對話。Miscandlon總結(jié)道:“通過FEMM集線器,我們正在重新設(shè)計電機(jī),以確保它們能夠?qū)崿F(xiàn)最佳性能,并在此過程中應(yīng)對關(guān)鍵挑戰(zhàn),從而使我們處于從一開始就考慮再制造的首要位置?!?/p>

安裝在定子部分上的一組3D打印銅線圈的概念

隨著可持續(xù)性逐漸成為人們關(guān)注的焦點,關(guān)于3D打印行業(yè)中循環(huán)經(jīng)濟(jì)的討論正在日益發(fā)展。來自德國聯(lián)邦材料研究與測試研究所的研究人員最近開發(fā)了一種使用白蟻垃圾的可持續(xù)性新型3D打印材料。結(jié)合了昆蟲留下的粉狀木材和糞便,該團(tuán)隊得以配制出可重復(fù)使用的原料,用于粘合劑噴射3D打印。

在其他地方,汽車制造商雷諾(Renault)最近宣布建立“重新工廠”(Re-Factory),這是一家專門致力于可持續(xù)汽車生產(chǎn)的工廠。該制造廠位于巴黎附近,將致力于通過回收和改造車輛來減少浪費,并提供3D打印的備件服務(wù)。


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