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英国大学通过3D打印技术追求可持续的电气化发展之路

时间:2021-03-05 08:08 来源:中国3D打印网 作者:中国3D打印网 阅读:
极光尔沃
      中国3D打印网3月5日讯,未来电机制造(FEMM)中心宣布了一项新的可持续发展项目,以确保电气化程度的提高不会导致英国垃圾填埋场被多余的零件所淹没。工程和物理科学研究委员会(EPSRC)资助的项目着眼于实现更循环的经济,将使三所英国大学为电机开发更可持续的生命周期。这将包括对当前供应链的初步评估以及确定更合适的制造方法(包括3D打印)以最终将材料循环回制造设施。该项目的合作伙伴包括斯特拉斯克莱德大学的高级成型研究中心(AFRC),谢菲尔德大学和纽卡斯尔大学。
       AFRC的高级制造工程师Jill Miscandlon博士解释说:“重要的是,电气化的努力不要在生产线上进一步产生对自身产生负面影响的问题。我们不希望自己过渡到电动汽车,飞机和风力涡轮机,这些电动汽车,飞机和风力涡轮机将在其使用寿命结束时被填埋。”

 AFRC高级制造工程师Jill Miscandlon博士
  AFRC高级制造工程师Jill Miscandlon博士。通过FEMM Hub拍摄。
  电气化:一把双刃剑
        当今的大多数电气系统(例如EV电动机)都是使用常规制造工艺和有限的原始合金生产的。这些系统的报废处理在最初的设计阶段很少被广泛考虑,因此其中许多最终都被填埋了。在未来几年中,随着电机产量的必然增长,这些有限的原材料合金将呈指数级消耗,给汽车,航空航天和可再生能源等行业带来压力。
        Miscandlon谈到需要回收原材料时补充说:“我们需要在设计具有出色性能的电机之间取得平衡,同时确保还可以回收这些材料以进一步使用。我们必须绝对朝着清洁能源解决方案和电气化方向发展,但至关重要的是,我们必须尽早考虑这些决策的长期影响。”
  重新设计用于3D打印的电气系统
         除了在开发英国供应链时考虑到使用寿命终止的项目外,项目合作伙伴还将彻底重新设计某些电气系统,其中一些电气系统将重新设计用于3D打印。其中包括一组用于EV电动机和eVTOL车辆的线圈。电动机的性能主要受到其耗散能量损失的能力的限制,我们称其为“不必要的热量”。就目前而言,由于不良的散热,大多数现代电动机中的电气绕组是主要的性能瓶颈,节流的能量效率,功率密度和转矩密度。因此,线圈冷却系统的改进可以帮助将电动汽车提升到新的应用水平。
        该项目团队将与两个未具名的工业合作伙伴一起,通过重新设计和3D打印具有集成冷却通道的铜卷,来证明金属增材制造在该应用中的适用性。使用粉末床融合技术生产的线圈将与液冷星点兼容,以改善散热。将评估冷却通道的可行性,以期促进电动机设计者和制造商之间的对话。Miscandlon总结道:“通过FEMM集线器,我们正在重新设计电机,以确保它们能够实现最佳性能,并在此过程中应对关键挑战,从而使我们处于从一开始就考虑再制造的首要位置。”
安装在定子部分上的一组3D打印铜线圈的概念
安装在定子部分上的一组3D打印铜线圈的概念。图片来自FEMM Hub。
       中国3D打印网点评:随着可持续性逐渐成为人们关注的焦点,关于3D打印行业中循环经济的讨论正在日益发展。来自德国联邦材料研究与测试研究所的研究人员最近开发了一种使用白蚁垃圾的可持续性新型3D打印材料。结合了昆虫留下的粉状木材和粪便,该团队得以配制出可重复使用的原料,用于粘合剂喷射3D打印。
       在其他地方,汽车制造商雷诺(Renault)最近宣布建立“重新工厂”(Re-Factory),这是一家专门致力于可持续汽车生产的工厂。该制造厂位于巴黎附近,将致力于通过回收和改造车辆来减少浪费,并提供3D打印的备件服务。

(责任编辑:中国3D打印网)

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