3D打印铜对于未来驱动领域的影响

电动机发展至今已经有了很长的时间，未来的驱动任务-无论是在工业领域还是交通领域-都对各个组件提出了很高的要求。电动机的经典制造工艺很快达到了极限。基于传统的制造工艺，优化的几何形状通常是不可能的，结果是设计者在性能和效率上痛苦折衷。

通过3D打印制造铜线圈解决了这个问题，而且电动机中较高的铜含量可减少损耗并改善绕组的热耦合。

 更随形的绕组，更高的性能

德国Additive Drives公司通过3D打印增材制造电动机定子绕组，并有望显着改善零件性能。

电动机的最大输出功率由于其预热而受到限制，例如由于允许的绕组温度而受到限制。通常有两个提高功率限制的杠杆：首先，以相同的功率减少损耗，其次，改善散热。绕组的设计在这里起主要作用，因为它是主要的热源。

经典的圆线绕组有许多限制：铜导体，绕组工艺和槽口几何形状必须匹配。彼此缠绕的导体形成牢固的图案。此外，圆形导线（经典的导体形状）在几何形状上与梯形凹槽的配合不佳。结果是，每个凹槽都被铜填充了一半，从而形成了空隙。相对较小的导体横截面可确保较大的电热损耗。

德国Additive Drives公司通过3D打印实现了更高的自由度，通过基于粉末床的SLM选区金属3D打印工艺，使得凹槽中的铜含量更大。从物理上讲，这意味着匝的最大横截面和较小的电阻。而通过3D打印所实现的可变的形状还有利于散热，因为每条电线都与线圈的所谓叠片铁芯热接触，因此没有热点。

 赛车引擎

l 带3D打印电动机定子绕组的赛车引擎

§ 几何形状完美匹配的线圈可最大程度地提高铜填充率

§ 用于直流电压800 VDC

§ 从绕组到叠片铁心的强制传热可防止热点形成

§ 可变导体厚度以减少电流位移

§ 为获得最佳性能而开发

 电动车马达

l 适用于电动自行车的3D打印单线圈

§ 特殊功能：电动机是轴流机（非常规电动机设计）

§ 通过调整匝数来完美协调转矩行为

§ 可调整应用于不同类别的电动自行车

§ 最大的灵活性，无需工具调整

 牵引传动

l 3D打印牵引电机的发夹式绕组

发夹绕组是电动机领域中的一项新技术，矩形铜棒代替了缠绕的铜线。该过程比传统的绕线电机更易于自动化，并且在汽车领域特别受欢迎，因为它可以大大缩短制造时间。

3D打印极其用于快速的原型制造，能够将测量结果实时反馈到仿真中，从而确保了所需的操作性能并提高了质量保证。