Исследователи демонстрируют использование PBF

1 ноября 2022 г.

Поделитесь в своей сети:

Исследователи из Университета Вулвергемптона; Аддитивная аналитика и AceOn Group, Телфорд; Бристольский университет и Анопольский университет в Бирмингеме, Великобритания, недавно опубликовали исследование вМатериалыотносительно электропроводности меди и серебра, изготовленных аддитивным способом, для применения в электрических обмотках.

Считается, что эффективные и мощные электрические машины имеют решающее значение для следующего поколения «зеленых» технологий. Одним из основных требований к этим машинам является производство оптимизированных обмоток, изготовленных из электропроводящих материалов. Аддитивное производство медных и серебряных обмоток дает производителям возможность оптимизировать материалы, использовать нестандартную геометрию и реализовывать топологию и управление температурным режимом посредством встроенного охлаждения. Однако при аддитивном производстве методом лазерной порошковой сварки (PBF-LB) отражающие и проводящие материалы, такие как медь и серебро, могут представлять проблему.

В статье «Электрическая проводимость аддитивно изготовленной меди и серебра для применения в электрической обмотке» исследователи подробно описали обработку высокочистых сплавов Cu, Ag и Cu-AG на машине EOS M290 AM мощностью 400 Вт и проводимость полученных материалов. Шесть вариантов материалов были исследованы в четырех сравнительных исследованиях, характеризующих влияние состава материала, нанесения порошкового покрытия, лазерного воздействия и электрополировки.

Исследование показало связь между характеристиками медного сырья и результирующей электропроводностью образцов, изготовленных аддитивным способом. При рассмотрении влияния чистоты меди на электрические характеристики не было обнаружено никакой корреляции: медь с самой высокой чистотой (>99,98%) работала аналогично (59,7% и 59% IACS) с медью с самой низкой чистотой (>99%). Утверждается, что для меди более высокая плотность упаковки слоев, обусловленная более низкой PSD сырья, оказывает значительное положительное влияние на плотность образца и электрические характеристики. Когда дело доходит до Cu-Ag, было обнаружено, что относительная плотность и электрические характеристики не связаны между собой, в первую очередь из-за того, что электрические характеристики ограничиваются границами раздела Cu-Ag, отрицательно влияющими на электронную проводимость. Было обнаружено, что параметры процесса PBF-LB, использованные для изготовления образцов, привели к получению более плотного Ag по сравнению с Cu, что означало сравнительно более высокие электрические характеристики.

При рассмотрении влияния повторного нанесения порошкового покрытия и лазерного воздействия на обработку меди посредством аддитивного производства PBF-LB, стратегии повторного покрытия твердого лезвия и однолазерного воздействия показали улучшение плотности с увеличением электропроводности меди на 2,8% и 2% по IACS при по сравнению со стратегиями повторного покрытия мягким лезвием и двойным лазерным воздействием. Было обнаружено, что электрополировка улучшает шероховатость поверхности меди с Ra с 6,42 мкм до 2,78 мкм. Тем не менее, для вариантов, обработанных PBF-LB, требуются плотности тока и длительность погружения в два раза больше, чем при электрополировке аналогичных марок меди, изготовленных другими методами.

В целом, результаты показывают, что – вопреки недавней литературе и общепринятому пониманию – обработка меди высокой чистоты, Ag и Cu-Ag возможна с использованием стандартной лазерной машины для аддитивного производства PBF-LB мощностью 400 Вт. Кроме того, дальнейшее улучшение плотности компонентов и электрических характеристик может быть достигнуто за счет оптимизации PSD порошкового сырья и параметров процесса специально для обработки Cu 400 W.

Полный текст статьи доступен здесь.

www.wlv.ac.uk

www.additiveanalytics.co.uk

www.aceongroup.com

www.bristol.ac.uk

www.anopol.com

5 июня 2023 г.

2 июня 2023 г.

25 мая 2023 г.

5 июня 2023 г.