1.3d打印與增材制造的區(qū)別

電機(jī)的設(shè)計(jì)是一個(gè)多維的復(fù)雜的過程，應(yīng)該同時(shí)考慮電磁、熱、機(jī)械、電的問題3D打印與增材制造的引入可以逐步為此類復(fù)雜性打開設(shè)計(jì)空間 本推文的目的是研究3D打印與增材制造在電機(jī)領(lǐng)域的作用研究的重點(diǎn)有兩個(gè)方面：。

2.3d打印增材制造技術(shù)的基本原理

1走過咖啡屋吉他譜）研究增材制造方法可以取代傳統(tǒng)方法的訣竅；2）探討增材制造在構(gòu)建電機(jī)方面可能帶來的變化和效果這篇文章的結(jié)構(gòu)安排如下：首先討論了增材制造鐵芯的方法進(jìn)而研究了增材制造的電線/線圈/繞組及其絕緣的可行性討論了如何通過增材制造計(jì)算在構(gòu)建永磁機(jī)并使其磁化的新技術(shù)。

3.3d打印又名增材制造技術(shù)

同時(shí)講述了由增材制造實(shí)現(xiàn)的先進(jìn)熱管理設(shè)計(jì)最后是本文的結(jié)論由于本次探討的東西比較廣泛，本次分上下兩個(gè)部分和大家一起探討面向增材制造的電機(jī)機(jī)遇與挑戰(zhàn) 增材制造是采用材料逐漸累加的方法制造實(shí)體零件的技術(shù)，相對(duì)于傳統(tǒng)的材料去除－切削加工技術(shù)，是一種“自下而上”的制造方法。

4.3d打印技術(shù)又叫做增材制造技術(shù),簡(jiǎn)稱

近二十年來，3走過咖啡屋吉他譜D打印與增材制造技術(shù)取得了快速的發(fā)展，“快速原型制造（Rapid Prototyping）”、“三維打印(3D Printing )”、“實(shí)體自由制造(Solid Free-form Fabrication) ”之類各異的叫法分別從不同側(cè)面表達(dá)了這一技術(shù)的特點(diǎn)。

5.簡(jiǎn)要闡述增材制造-3d打印對(duì)經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用?

以激光束、電子束、等離子或離子束為熱源，加熱材料使之結(jié)合、直接制造零件的方法，稱為高能束流快速制造，是增材制造領(lǐng)域的重要分支，在工業(yè)領(lǐng)域最為常見在航空航天工業(yè)的增材制造技術(shù)領(lǐng)域，金屬、非金屬或金屬基復(fù)合材料的高能束流快速制造是當(dāng)前發(fā)展最快的研究方向。

6.增材材料3d打印

如3D打印可以實(shí)現(xiàn)打走過咖啡屋吉他譜印用戶所設(shè)定的期望性能的多材料這就意味著，可以通過單一部件，實(shí)現(xiàn)硬度、耐蝕性和環(huán)境適應(yīng)性等在最需要呈現(xiàn)這一性能的區(qū)域呈現(xiàn)出來這一工藝可以使得采用制造的多功能部件采用傳統(tǒng)工藝不可能制造出來，也不可能采用單一材料制造出來。

7.3d打印技術(shù)中典型的材料增材制造形式

隨著人們對(duì)電氣化的興趣越來越大，并且混合動(dòng)力和純電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)被更多的應(yīng)用，電機(jī)設(shè)計(jì)面臨著更苛刻性能指標(biāo)的挑戰(zhàn)，例如，高功率密度的要求和惡劣的環(huán)境考核因素這為探索先進(jìn)材料對(duì)電機(jī)性能的影響提供了明確的動(dòng)力。

8.增材制造與3d打印機(jī)

本文概述了可用于構(gòu)造電機(jī)的增材制造方法（“AM”），特別關(guān)注增材制造的鐵芯、繞組、絕緣和永磁體，以及冷卻系統(tǒng)本文對(duì)多走過咖啡屋吉他譜種多材料增材制造方法進(jìn)行了詳細(xì)的比較，展示了完全通過增材制造技術(shù)構(gòu)建電機(jī)的可能性，而且還展示了其機(jī)械、電磁和熱性能的潛在重大改進(jìn)。

9.增材制造與3d打印技術(shù)發(fā)展前景

關(guān)鍵字—增材制造（AM），電機(jī)，永磁體電機(jī)，熱管理，三維（3-D）打印何謂“增材制造（AM）增材制造（AM）是指通過沉積材料將三維（3-D）部件層層堆積起來，由于它能夠制造出用傳統(tǒng)方法很難或不可能制造的復(fù)雜零件，因此在更多應(yīng)用領(lǐng)域獲得采用。

10.3d打印和增材制造的區(qū)別

增材制造方法的主要類別包括以下三種：

圖 1 增材制造制造方法1）熔絲制造（FFF）/熔融沉積建模（FDM）：使用熱塑材料的擠壓方法2）立體光刻（SLA）：使用液體的光走過咖啡屋吉他譜聚合方法3）選擇性激光燒結(jié)/熔融（SLS / SLM）：使用金屬粉末的粉末床熔融方法。

增材制造 盡管由于制造率低（0.01-1公斤/小時(shí)）和成本高（0.1-10美元/克），目前增材制造技術(shù)只用于小批量生產(chǎn)，但可以預(yù)見，基于其在材料供應(yīng)和工藝質(zhì)量方面的快速增長(zhǎng)，其應(yīng)用的深度和范圍將成倍擴(kuò)大。

在過去的幾年里，增材制造技術(shù)領(lǐng)域在以下兩個(gè)方面取得了很大的進(jìn)展材料a）增加可以用增材制造的材料數(shù)量；b）復(fù)雜的結(jié)構(gòu)可以用多種材料疊加制造，以減輕其重量；c）材料性能的可控性。

圖 2 多材料打印示意圖及實(shí)物圖工藝流程a）除三種主要方法以外（擠出，光聚合和動(dòng)力床熔融），研發(fā)了新型的制造技術(shù)；b）每種方法的層厚更薄走過咖啡屋吉他譜且分辨率更高 表1對(duì)上述三種AM方法進(jìn)行了簡(jiǎn)要比較FFF/FDM和SLA可用于構(gòu)建絕緣組件，而SLS/SLM通常用于制造導(dǎo)電零件。

3-D打印機(jī)的價(jià)格從FFF/FDM、SLA到SLS/SLM不斷攀升，而最大構(gòu)建面積卻在下降在這三種方法中，SLA的準(zhǔn)確性和生產(chǎn)率最高應(yīng)該注意的是，價(jià)格和準(zhǔn)確性隨著AM技術(shù)的發(fā)展而不斷變化

表1 AM三種主要方法的特征電機(jī)增材制造技術(shù)靜電機(jī) 由塑料（定子，轉(zhuǎn)子）和鎳（鏍絲銷）制成的靜電機(jī)中，用了光刻（SLA）3-D打印、鑄造和注塑成型技術(shù)與傳統(tǒng)制造相比，SLA成功地解決了定子和轉(zhuǎn)子的幾何復(fù)雜性，從而降低了制造過程中所需要的成本和時(shí)間。

為了降低成本和重量，僅選擇在表面鍍鎳走過咖啡屋吉他譜但是，這種充液式靜電機(jī)只適用于低速直驅(qū)應(yīng)用在制造主流電磁旋轉(zhuǎn)機(jī)中，AM的潛力還沒有得到最大限度的發(fā)揮非常規(guī)電機(jī)中的AM組件 非常規(guī)電機(jī)是指結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜的電機(jī)，如磁通調(diào)制機(jī)、橫向磁通機(jī)和爪極機(jī)。

這些機(jī)器要么具有復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)，要么具有復(fù)雜的磁通路徑例如，通過3-D打印（SLM）構(gòu)建了帶有腔的鐵磁通量調(diào)制環(huán)，可以降低鐵損還要報(bào)道指出，通過3-D打?。‵FF/FAM）塑料定子箱，可用于固定兩相橫向磁通機(jī)的定子U型芯。

對(duì)于常規(guī)的電機(jī)，即徑向磁通的電機(jī)，已經(jīng)討論了AM技術(shù)可以制造電機(jī)的不同組件，包括轉(zhuǎn)子鐵芯、定子鐵芯、銅繞組此外，也有文章討論了更多用于電動(dòng)飛機(jī)（MEA）上的AM電機(jī)，主要包括以下內(nèi)容：1走過咖啡屋吉他譜）軟磁材料的可用性和性能，如Co-Fe和6.5%Si鋼。

2）AM開辟了拓?fù)鋬?yōu)化的設(shè)計(jì)空間，制造限制少因此，可以實(shí)現(xiàn)更高的電機(jī)性能3）其他潛在的好處包括連續(xù)的斜槽轉(zhuǎn)子，非常規(guī)的磁通屏障設(shè)計(jì)，磁特性的控制4）轉(zhuǎn)子鐵芯：通過數(shù)值建模，研究了通過激光束熔化（LBM；層厚度：100μm；材料：M15鋼）制成的內(nèi)置式的永磁同步機(jī)，轉(zhuǎn)子鐵芯的機(jī)械性能和可靠性都會(huì)強(qiáng)于一般的永磁電機(jī)。

在制造同步磁阻機(jī)的多層轉(zhuǎn)子鐵芯時(shí)，AM也顯示出其價(jià)值一方面，AM可以同時(shí)制造轉(zhuǎn)子的磁性和非磁性部件，以提高機(jī)械強(qiáng)度另一方面，還可以支持復(fù)雜形狀腔體的制造，從而在幾乎沒有制造約束的情況下實(shí)現(xiàn)真正的幾何優(yōu)化。

有論文已經(jīng)報(bào)道了在SLM（走過咖啡屋吉他譜機(jī)器型號(hào)：SLM125HL）中采用Fe-Co粉末（<63μm）用上述材料和方法制造了一種優(yōu)化的具有復(fù)雜腔體的磁阻機(jī)（6S/4P）轉(zhuǎn)子，如圖1所示，飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度可達(dá)到2.3T。

芬蘭VTT技術(shù)研究中心研制的基于SLM的復(fù)雜腔體和高飽和磁通密度的開關(guān)磁阻電機(jī)Fe-Co轉(zhuǎn)子銅繞組 還有報(bào)道討論了三維絲網(wǎng)印刷在開拓機(jī)械設(shè)計(jì)制造設(shè)計(jì)空間的可能性并提到可以獲得更高的可達(dá)到的扭矩密度、更高的工作溫度、更高的效率、更小且更專用的電機(jī)設(shè)計(jì)。

重點(diǎn)放在繞組設(shè)計(jì)上，主要觀點(diǎn)包括3點(diǎn)：1）三相永磁機(jī)的絲網(wǎng)印刷氣隙繞組；2）耐溫材料，如陶瓷（粉末狀）取代普通漆膜（搪瓷、合成樹脂、蠟紙、聚合物等），以達(dá)到更高的工作溫度；3走過咖啡屋吉他譜）導(dǎo)線橫截面的靈活性，可產(chǎn)生更高的槽填充系數(shù)以及更好的熱性能（散熱率高達(dá)200 W/mk）。

聯(lián)合技術(shù)研究中心還推動(dòng)了增材制造技術(shù)在大功率汽車牽引感應(yīng)機(jī)的設(shè)計(jì)和制造中的應(yīng)用并進(jìn)行了熱分析和應(yīng)力分析，以證明增材制造技術(shù)（強(qiáng)制風(fēng)冷時(shí)為8 A/mm2；液體冷卻時(shí)為> 20 A/mm2）對(duì)熱性能的改善此外，還研究了定制化的端部繞組幾何形狀，以減少端部繞組長(zhǎng)度（減少50%）、體積和質(zhì)量。

同樣，增材制造技術(shù)是實(shí)現(xiàn)此改進(jìn)的關(guān)鍵技術(shù)另外，電動(dòng)機(jī)的效率的提升重點(diǎn)就是銅繞組德國(guó)公司Additive Drives處于這項(xiàng)創(chuàng)新的最前沿在一個(gè)從事了十多年增材制造和電動(dòng)機(jī)開發(fā)的工程師和科學(xué)家團(tuán)隊(duì)的帶領(lǐng)下，Additive 走過咖啡屋吉他譜Drives將交通與汽車、工業(yè)和賽車領(lǐng)域的市場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)與專業(yè)知識(shí)相結(jié)合。

提出了比較先進(jìn)的解決方案

其中之一涉及到與弗萊堡大學(xué)的Racetech Racing Team eV合作在這種情況下（如上圖左所示），在賽車發(fā)動(dòng)機(jī)上使用了3D打印的單個(gè)線圈來獲得最大的銅填充系數(shù)，這要?dú)w功于幾何形狀完美匹配的線圈。

此處，從繞組到?jīng)_片鐵芯的強(qiáng)制熱傳遞可防止熱點(diǎn)形成，因?yàn)榭勺兊膶?dǎo)體厚度可減小電流位移，從而獲得最佳性能在另一個(gè)項(xiàng)目中（如上圖右顯示），銅制3D打印發(fā)夾式繞組將一臺(tái)電力牽引電動(dòng)機(jī)原型的開發(fā)和生產(chǎn)所需時(shí)間減少到一個(gè)月。

發(fā)夾式繞組是電動(dòng)機(jī)領(lǐng)域中的一項(xiàng)新技術(shù)扁線銅棒代替了繞制銅線該過程比傳統(tǒng)的繞線電機(jī)更易于自動(dòng)化走過咖啡屋吉他譜，并且在汽車領(lǐng)域特別受歡迎，因?yàn)樗梢源蟠罂s短制造時(shí)間得益于極快的原型實(shí)現(xiàn)，Additive Drives可以將測(cè)量結(jié)果實(shí)時(shí)反饋到仿真中，從而確保了所需的操作性能并提高了質(zhì)量保證。

幾何設(shè)計(jì)和材料參數(shù)與傳統(tǒng)制造是一致的，這為有意義的原型設(shè)計(jì)甚至未來的直接生產(chǎn)創(chuàng)造了條件Additive Drives通過模塊化驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，為電動(dòng)自行車制造商Binova實(shí)現(xiàn)了直接批量生產(chǎn)Additive Drives使用3D打印的單個(gè)線圈（如下圖所示）幫助Binova生產(chǎn)具有非常規(guī)電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的電動(dòng)自行車。

為了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品個(gè)性化，批量達(dá)到1的電機(jī)通過調(diào)整匝數(shù)引入了完美的協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)矩行為這反過來又促進(jìn)了不同類型的電動(dòng)自行車的發(fā)展：走過咖啡屋吉他譜電動(dòng)腳踏車、載貨自行車、手動(dòng)自行車，具有最大的靈活性，并且無(wú)需進(jìn)行工具的調(diào)整

鐵芯 如今，非晶粒硅鋼沖片廣泛用于制造電機(jī)的鐵芯，相比之下，增材制造的鐵芯的潛在優(yōu)點(diǎn)包括以下方面：1）AM允許混合不同類型的金屬粉末，這有助于以簡(jiǎn)單的方式制造合金，如Co-Fe2）鐵芯可以由塑料和鐵磁材料制成，這樣可以大大降低成本/重量。

3）復(fù)雜的鐵芯結(jié)構(gòu)/設(shè)計(jì)可以通過增材制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)，例如，連續(xù)斜槽，復(fù)雜的磁通路徑和復(fù)雜的冷卻通道4）可以有目的地控制材料微結(jié)構(gòu)，引入所需的磁化方向片材層壓3-D打印 可以采用以疊層物體制造（LOM）為基礎(chǔ)的片材層壓3-D打印來構(gòu)建疊層鐵芯。

根據(jù)LOM的開創(chuàng)者Helisys公司介紹，紙、走過咖啡屋吉他譜銅、鋼板都可以用來進(jìn)行打印 圖2顯示了片材層壓3-D打印的一些基本原理，主要的加工步驟如下：1）將片狀材料放置在切割床上并固定好2）使用熱粘合涂層，通過施加壓力和熱量來粘合材料，該涂層可以在各層之間提供絕緣。

3）通過二氧化碳激光從薄板上切下每一層所需的形狀。

圖2 片材層壓3D打印 LOM的優(yōu)點(diǎn)是成本低，不需要后處理和支撐結(jié)構(gòu)，在加工過程中不會(huì)發(fā)生變形或相變，并且可以制造大型零件在構(gòu)建電機(jī)鐵芯方面，片材層壓3-D打印的關(guān)注點(diǎn)包括以下幾點(diǎn)：1）在材料利用率方面，3-D打印工藝等同于冷軋硅鋼板的常規(guī)加工。

2）沒有規(guī)定最小的膠粘劑厚度，這對(duì)減少鐵損以及堆積系數(shù)控制很重要3）目前，受到銅和可用不銹鋼類型走過咖啡屋吉他譜的限制，給電機(jī)設(shè)計(jì)的選擇也帶來了局限軟磁復(fù)合材料有人提出了軟磁復(fù)合材料（SMC）及相應(yīng)的金屬粉末加工，可用于構(gòu)建結(jié)構(gòu)復(fù)雜、具有三維磁通路徑的電機(jī)鐵芯。

與傳統(tǒng)的硅鋼片及相應(yīng)的沖孔、堆焊、鉚接、焊接等工藝相比，基于SMC的鐵芯的魅力在于：1）降低了三維磁化方向上的渦流損耗，因?yàn)樗拇帕Ω飨蛲缘奶匦砸约拌F顆粒的涂層，這是各種電機(jī)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)所需要的，如橫向磁通機(jī)、爪極永磁機(jī)和軸向磁通機(jī)等。

2）由于非常高的比電阻率，在高于500Hz電頻率下，可獲得更低的鐵芯損耗3）利用成熟的粉末金屬加工技術(shù)，可以制造出結(jié)構(gòu)復(fù)雜的網(wǎng)狀低成本零件4）采用壓制、固化等材料加工方式，不會(huì)因制造工藝而導(dǎo)致磁性能/機(jī)械性能下降。

雖走過咖啡屋吉他譜然SMC的機(jī)械強(qiáng)度和磁導(dǎo)率低于層壓硅鋼片，但經(jīng)過多年的努力研發(fā)，基于SMC的制造和應(yīng)用有了飛躍性的發(fā)展。

圖3 Hoganas生產(chǎn)的帶有SMC鐵芯的軸向磁通永磁機(jī) Hoganas公司開發(fā)了一系列電磁應(yīng)用的SMC材料在600-800MPa下，熱處理溫度為650°C時(shí)，抗張強(qiáng)度/屈服強(qiáng)度可達(dá)到15-25MPa圖3是Hoganas生產(chǎn)的帶有SMC鐵芯的軸向磁通永磁機(jī)。

另外，人們一直在努力改善SMC的磁性能，特別是飽和磁化強(qiáng)度和磁導(dǎo)率實(shí)心鐵心如果渦流損耗較低或著轉(zhuǎn)子的機(jī)械完整性很重要（尤其是在一些高速SPM轉(zhuǎn)子中），那么可以通過LBM逐層建立實(shí)心鐵芯，允許混合使用不同類型的金屬粉末，如鈷鐵（Co-Fe，走過咖啡屋吉他譜高飽和磁化）和鎳鐵（Ni-Fe，低鐵損）。

像其他AM零件一樣，與傳統(tǒng)的硅鋼沖片相比，具有重量輕、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等優(yōu)勢(shì) 然而，由于各層之間的粘結(jié)性是基于先前各層的重熔，所以成品合金在微觀上是不對(duì)稱且不均勻的當(dāng)在鐵芯上施加剪切應(yīng)力時(shí)，這涉及鐵芯的機(jī)械強(qiáng)度和可靠性。

采用簡(jiǎn)化的三維有限元分析方法，研究了增材制造轉(zhuǎn)子鐵芯的不均勻性和異質(zhì)性的影響研究表明，隨著角速度的增加，與疊層芯材相比，粘結(jié)界面更容易受到損傷 除機(jī)械性能外，與傳統(tǒng)材料相比，可以潛在地改善增材制造材料的磁性能。

有研究表明，通過SLM工藝可以在各向異性不銹鋼中創(chuàng)造出晶體結(jié)構(gòu)可以通過激光器的功率和掃描路徑有目的地控制晶體結(jié)構(gòu)使用SLM制造出完全致密走過咖啡屋吉他譜的晶粒取向高硅鋼形狀研究發(fā)現(xiàn)，通過增加激光束的能量，沿著構(gòu)建方向的纖維組織可以改變?yōu)榱⒎襟w組織。

此外，還探索了退火，以進(jìn)一步改善微觀結(jié)構(gòu)和磁性能越來越多的證據(jù)和對(duì)這一領(lǐng)域的理解正在導(dǎo)致基于LBM的鐵芯的廣泛使用 另一個(gè)重要因素是，目前LBM的分辨率還不足以構(gòu)建高精度的鐵芯通常情況下，層厚可以低至0.02-0.038毫米，而x/y平面分辨率為0.3-0.4毫米。

相比之下，激光切割機(jī)的分辨率可以達(dá)到0.025毫米甚至更低，典型的表面光潔度為0.003-0.006毫米在LBM機(jī)床開發(fā)出高精度定位之前，這種權(quán)衡將一直存在鐵磁螺旋或螺旋有文獻(xiàn)指出，鐵磁螺旋（用于徑向通流機(jī)）或螺旋（用于軸向通流機(jī)）形狀可走過咖啡屋吉他譜以通過LBM與鐵磁材料顆粒形成。

然后，通過噴涂、浸泡涂層或真空浸漬等方式在表面涂上絕緣材料最后，將鐵磁螺旋或螺旋壓縮，形成最終的疊層鐵芯圖4顯示了涂覆和壓縮的處理過程

圖4 基于LBM的鐵磁螺旋的鐵芯的AM：（a）涂覆，（b）壓縮這種方法的優(yōu)點(diǎn)、主要特點(diǎn)及局限性包括以下幾點(diǎn)：1）由于所有的層壓板都是相互連接的，所以可以減少甚至不需要層壓板的夾持或連接2）它還可以使冷卻通道、結(jié)構(gòu)部件和其他構(gòu)造特征同時(shí)進(jìn)行集成和構(gòu)建。

3）薄層上的絕緣厚度大約為10μm，20μm或更小?？色@得的疊壓系數(shù)約為97％或98％。4）仍然需要進(jìn)行后處理，包括涂覆和壓縮。E. 對(duì)比與討論

表2 不同鐵芯制造方法的比較 表2提供了走過咖啡屋吉他譜本節(jié)討論的四種不同制造方法在關(guān)鍵機(jī)械和電磁特性方面的簡(jiǎn)要比較具體的材料有傳統(tǒng)硅鋼片以及SMC，而對(duì)于LOM基疊層鐵芯以及SLM基實(shí)心鐵芯的資料很少，仍需進(jìn)一步研究和開發(fā)，現(xiàn)將主要觀點(diǎn)總結(jié)如下：。

1）對(duì)于二維磁通路徑設(shè)計(jì)，由于其最佳的電磁性能，首選傳統(tǒng)的硅鋼片2）基于LOM的方法可以看作是傳統(tǒng)疊層法和AM的結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)具有2D磁通路徑的簡(jiǎn)單3D結(jié)構(gòu)3）基于SMC的方法對(duì)于三維通量路徑以及復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)都是首選，盡管在機(jī)械強(qiáng)度和電磁性能上有所犧牲。

4）基于SLM的方法具有最高的機(jī)械強(qiáng)度以及熱導(dǎo)率，但僅適用于渦流損耗沒有重大影響的有限應(yīng)用5）從材料的利用率來看，基于SMC的方法和基于SLM的方法是走過咖啡屋吉他譜較好的選擇 雖然可以實(shí)現(xiàn)高密度（>99%）和低孔隙率（<1%），但是由于制造過程中的熱流不均勻，因此增材制造的金屬部件通常具有微觀結(jié)構(gòu)的各向異性。

對(duì)于軟磁材料，應(yīng)在后處理過程中進(jìn)行熱處理（例如退火），以實(shí)現(xiàn)更均勻的晶粒結(jié)構(gòu)因此，可以大大提高增材制造的金屬零件的導(dǎo)電性、磁性能和機(jī)械強(qiáng)度此外，可以提高不飽和相對(duì)磁導(dǎo)率，同時(shí)可以減小磁滯回線面積已經(jīng)探索了具有不同溫度和持續(xù)時(shí)間的詳細(xì)熱處理程序，以實(shí)現(xiàn)所需的磁性能和機(jī)械強(qiáng)度。

有文章指出：在最終退火之前對(duì)Fe-Co-V軟磁材料進(jìn)行的低溫預(yù)退火有助于改善磁性能并實(shí)現(xiàn)較大晶粒的均勻分布，各種SLM金屬的疲勞性能也可以通過熱處理來改善通常我們用三種方法可以改善走過咖啡屋吉他譜增材制造的軟磁材料的磁性能和鐵損。

1）AM期間的最佳參數(shù)集，包括成型床溫度，激光功率，掃描速度，方向等這對(duì)于獲得優(yōu)化的合金成分至關(guān)重要2）使用狹縫、材料交替層或掃描模式來減少渦流損耗，這可以幫助限制軟磁元件內(nèi)部的渦流路徑3）熱處理，例如退火，可以幫助獲得更均勻的晶粒結(jié)構(gòu)。

表3總結(jié)了幾種常用軟磁材料的主要磁性能，以及獲得這些性能的方法通過掃描SLM電機(jī)的參數(shù)以及熱處理工藝，可以獲得最佳的磁導(dǎo)率、飽和磁通密度和最低的磁滯損耗其中部分性能甚至可以與供應(yīng)商提供的常規(guī)樣品相媲美

表3 增材制造的FE-CO、FE-SI和FE-NI軟磁性材料的主要磁性能概述繞組和絕緣系統(tǒng) 有一些AM工藝（研究層面上），直接將走過咖啡屋吉他譜銅線集成在以聚合物為基礎(chǔ)的AM工藝中，用于制造變壓器線圈和電感傳感器等但是，將該技術(shù)用于制造電機(jī)定子槽內(nèi)的線圈的嘗試還很少。

光纖封裝AM光纖封裝AM（FEAM）可以同時(shí)生產(chǎn)銅線和介質(zhì)材料圖5顯示了FEAM的概念，其中包括擠壓可流動(dòng)的介質(zhì)材料和鋪設(shè)纖維，這樣就可以將纖維封裝起來，形成雙材料復(fù)合材料FEAM的優(yōu)點(diǎn)包括：1）將高導(dǎo)電線集成到電介質(zhì)三維結(jié)構(gòu)中；。

2）不僅能夠在零件表面，而且能夠在零件內(nèi)部按體積合并電線；3）通過完全封裝將電線與環(huán)境隔離；4）有可能以簡(jiǎn)單的方式使用一臺(tái)低成本的機(jī)器，以與標(biāo)準(zhǔn)的FDM相媲美的速度完成整個(gè)過程。

圖5 FEAM概念 （a）FEAM噴頭示意圖；（b）熱塑和銅線 用走過咖啡屋吉他譜FEAM制造了變壓器線圈、揚(yáng)聲器線圈、螺旋線圈，顯示了將該工藝應(yīng)用于電機(jī)線圈制造的潛力FEAM的主要挑戰(zhàn)如下：1）絕緣層的厚度應(yīng)精確控制，以實(shí)現(xiàn)有效的絕緣以及較高的高的槽滿率。

到目前為止，在研究層面的成果中，幾乎沒有證據(jù)表明處理的準(zhǔn)確性和一致性2）“纖維封裝”本質(zhì)上是FDM，而定子鐵芯一般采用SLS或其他方法進(jìn)行制造，這意味著將使用至少兩種不同的工藝來實(shí)現(xiàn)定子電樞鐵芯陶瓷粉基絕緣。

由于陶瓷的熔點(diǎn)較高，通過傳統(tǒng)的方法很難對(duì)其進(jìn)行加工相反，AM可以輕松制造多孔且致密的陶瓷形狀具體而言，可以通過以下AM技術(shù)來制造陶瓷體：1）基于粉末和漿料的3-D打印和SLS；2）SLA；3）LOM；4）直接AM手段走過咖啡屋吉他譜，例如直接。

墨寫、 FFF/FDM等 開姆尼茨理工大學(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)開發(fā)了完全增材制造的變壓器和軸向磁通機(jī)的原型，其中陶瓷作為絕緣材料如圖6所示，鐵芯，銅繞組和絕緣材料通過帶有多個(gè)噴嘴的FFF制成由于陶瓷的熱穩(wěn)定性突出，線圈可以承受300℃以上的高溫。

圖6 采用陶瓷絕緣的完全增材制造的變壓器和軸向磁通機(jī) （a）變壓器；（b）軸向磁通機(jī)下面總結(jié)了涉及最先進(jìn)的增材制造陶瓷組件的挑戰(zhàn)：1）與廣泛使用的AM金屬相比，AM陶瓷仍未得到充分的發(fā)展，可用的粉末尺寸較少，粉末質(zhì)量也較低，其分辨率仍不夠好。

2）基于FDM的陶瓷體通常具有殘留的微孔對(duì)于與導(dǎo)熱率以及局部放電有關(guān)的設(shè)計(jì)考慮，這會(huì)是一個(gè)重要的問題印刷電路繞走過咖啡屋吉他譜組印制電路繞組類似于印刷電路板，繞組是由不導(dǎo)電的基板印刷并封裝的這通常應(yīng)用在無(wú)槽電機(jī)中ThinGap Motor Technologies設(shè)計(jì)并生產(chǎn)了多種無(wú)槽永磁無(wú)刷電機(jī)，其中的繞線電樞被精密加工的銅片取代。

圖7（a）是一個(gè)案例展示其設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)包括高導(dǎo)熱性和高的銅填充系數(shù)EmbedTec公司還制造了一個(gè)帶有印刷電路繞組的軸向磁通永磁發(fā)電機(jī)，如圖7（b）所示

圖7 印刷定子繞組的示例 （a）薄壁無(wú)鐵電機(jī)；（b）AFPMA嵌入技術(shù) 一般來說，印制電路繞組可以預(yù)先設(shè)計(jì)線路，制造成本低但是，印制電路繞組只適用于額定電流小的電機(jī)定制成型繞組和空心導(dǎo)體1）定制成型繞組：AM為各種定制化的繞線設(shè)計(jì)打開了設(shè)計(jì)空間走過咖啡屋吉他譜。

如果沒有AM，每個(gè)單獨(dú)的設(shè)計(jì)都需要特殊的工具如圖8所示，定子繞組的橫截面是根據(jù)有限元分析中槽漏磁通路徑的分布進(jìn)行定制的因此，可以解決眾所周知的槽口附近繞組交流損耗大的問題以往，此問題通常通過在銅排和插槽開口之間留有足夠的空隙空間來解決，這就犧牲了槽滿率。

圖8 增材制造的異型繞組 （a）異型線圈；（b）定子組件 2）空心導(dǎo)體：對(duì)于高電壓或高空應(yīng)用，如航空航天的混合動(dòng)力系統(tǒng)，絕緣厚度可能相當(dāng)厚，這被認(rèn)為是散熱的主要挑戰(zhàn)與熱管或冷卻通道相結(jié)合的空心導(dǎo)體是此類應(yīng)用的理想解決方案。

然而，在AM被引入這一領(lǐng)域之前，通過傳統(tǒng)方法制造定制的空心導(dǎo)體可能是一個(gè)挑戰(zhàn)即使是AM，具有高導(dǎo)熱性的純銅也能反射激光束施走過咖啡屋吉他譜加的熱量Trumpf公司最近展示了3-D打印的空心銅組件，它有可能被用于制造空心導(dǎo)體以及熱交換器。

這是通過使用綠色波長(zhǎng)光譜的激光作為光束源實(shí)現(xiàn)的圖9所示為3-D打印的空心銅組件的部分樣品另一種很有前途的純銅加工方法是選擇性電子束熔煉（SEBM），需要精細(xì)處理才能獲得致密且無(wú)裂紋的組件與軟磁材料相似，應(yīng)對(duì)SLM，SLS或SEBM制造的銅或鋁組件進(jìn)行退火處理，以釋放機(jī)械應(yīng)力并提高其電導(dǎo)率。

圖9 Trumpf公司生產(chǎn)的三維印刷銅組件 通過SLM技術(shù)使用銅粉打印出不同類型的熱管、散熱器、熱交換器在設(shè)計(jì)優(yōu)化、復(fù)雜度以及功能上都可以期待巨大的發(fā)展此外，熱管有可能與繞組或轉(zhuǎn)子鐵芯集成，從而有效地改善電機(jī)的冷走過咖啡屋吉他譜卻能力。

表4對(duì)本節(jié)討論的四種AM方法進(jìn)行了簡(jiǎn)要比較到目前為止，只有通過多噴嘴的FFF/FDM才能實(shí)現(xiàn)繞組和絕緣材料的同時(shí)加工對(duì)于基于SLM/LBM的方法，仍然需要對(duì)印刷形狀進(jìn)行后處理（如涂覆和干燥），它使AM在簡(jiǎn)化方面的吸引力下降。

在應(yīng)用方面，現(xiàn)有文獻(xiàn)中所討論的所有示例都是針對(duì)額定功率相當(dāng)?shù)偷男⌒妥儔浩骰螂姍C(jī)，而在大功率電機(jī)上的應(yīng)用還沒有探討

表4 制造繞組和絕緣系統(tǒng)的不同方法的比較磁鐵和磁化 釹鐵硼、鋁鎳鈷和釤鈷磁鐵是高功率永磁同步電機(jī)的關(guān)鍵材料，應(yīng)用非常廣泛上述永磁體的傳統(tǒng)加工方法通常包括燒結(jié)、粘結(jié)、凝固鑄造、熱處理等，這降低了材料的利用率以及最終形狀的性能。

相比之下，增材制造的永磁體可以顯走過咖啡屋吉他譜著減少加工量，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的幾何形狀，并最大限度地減少材料浪費(fèi)此外，AM還可以控制晶粒的紋理，以創(chuàng)造各向同性或各向異性的特性因此，在不嚴(yán)重依賴稀土材料的情況下，可以實(shí)現(xiàn)更好的磁性能（高剩磁、矯頑力、溫度穩(wěn)定性等）。

另一個(gè)潛在的好處是擁有復(fù)合磁體或不同類型磁體的混合基于SLM的磁鐵1）基于SLM的釹鐵硼（NdFeB）：根據(jù)瑞士Baden-Daettwil的ABB公司研究中心的最近研究，密集網(wǎng)狀的釹鐵硼磁體可以通過SLM進(jìn)行增材制造。

為了避免嚴(yán)重的裂紋和孔隙形成，使用了一種具有球形形態(tài)的商粉末（MQP-S）與傳統(tǒng)的燒結(jié)磁體相比，印刷的Nd2Fe14B的晶粒尺寸更小，僅為1μm，因此具有良好的磁性 研究走過咖啡屋吉他譜還發(fā)現(xiàn)，激光參數(shù)，如激光速度和激光厚度，會(huì)對(duì)打印過程中可達(dá)到的最高能量產(chǎn)品產(chǎn)生重大影響。

圖10對(duì)三種制造方法進(jìn)行了比較，即3D打?。⊿LM）、注塑磁鐵（粘結(jié)）和火花等離子燒結(jié)據(jù)稱，基于SLM的NdFeB具有最高的能量，在20°C時(shí)峰值為45 kJ / m3（Hc = 695 KA/ m，Br = 0.59 T）。

圖10 磁特性的比較 （a）BH曲線（第二象限）；（b）（BH）max與溫度的關(guān)系 基于SLM的NdFeB的其他優(yōu)點(diǎn)和問題總結(jié)如下：1）可以獲得復(fù)雜的磁體形狀，使轉(zhuǎn)子幾何優(yōu)化更加靈活，并為內(nèi)部永磁電機(jī)打開了設(shè)計(jì)空間；2）增材制造的集成磁體和冷卻通道可以潛在地減少對(duì)昂貴稀土材料（Dy）的走過咖啡屋吉他譜熱穩(wěn)定性的依賴。

現(xiàn)在，NdFeB粉末的尺寸為35-100μm可以預(yù)計(jì)，在不久的將來會(huì)有更小尺寸的粉末出現(xiàn)美國(guó)宇航局格倫研究中心報(bào)道了納米復(fù)合材料（<10nm）磁體，它很有希望進(jìn)一步提高NdFeB磁體的磁性能一旦這些材料能以粉末形式存在，便可以印刷大塊磁鐵。

2）基于SLM的Alnico：研究學(xué)者已經(jīng)證明，可以使用高壓氣體霧化粉末和激光工程網(wǎng)成形系統(tǒng)（LENS）增材制造出網(wǎng)形Alnico磁體增材制造的Alnico磁體的磁滯回線是正方形的，因此可以獲得更高的剩磁和矯頑力。

與燒結(jié)和鑄造的Alnico磁體相比，LENS制成的Alnico磁體具有更高的矯頑力（高達(dá)2.03 kOe），剩磁（高達(dá)9 kG）和走過咖啡屋吉他譜能量產(chǎn)品（高達(dá)6.0MGOe）基于FFF的磁鐵復(fù)合顆粒由各向同性的NdFeB粉末和聚酰胺（例如尼龍和環(huán)氧樹脂）組成，可以混合、熔融并通過噴嘴以FFT形式構(gòu)建所需的網(wǎng)狀NdFeB。

圖11顯示了制造NdFeB磁體一個(gè)例子據(jù)橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和磁體應(yīng)用公司介紹，其目標(biāo)是回收利用廢舊電腦硬盤驅(qū)動(dòng)器中的NdFeB，并減少對(duì)進(jìn)口材料的依賴

圖11 使用MQP各向同性粉末（65％）和Nylon-12（35％）的混合物制造網(wǎng)狀粘結(jié)NdFeB磁體 材料測(cè)試結(jié)果表明，增材制造的粘結(jié)NdFeB磁體的磁性和機(jī)械性能與使用相同材料的注塑磁體相當(dāng)?shù)?，磁性顆?？赡軙?huì)從聚合物粘合劑中脫落，導(dǎo)致表面斷裂。

Huber等人討論了維也走過咖啡屋吉他譜納工業(yè)大學(xué)利用終端用戶3D打印機(jī)增材制造的聚合物粘結(jié)NdFeB磁體研究發(fā)現(xiàn)，與完全致密的NdFeB磁體相比，聚合物粘結(jié)磁體的密度損失了22%，剩磁損失了25%，矯頑力損失了4%。

同時(shí)，由于使用聚合物，其工作溫度也受到限制然而，它可以通過混合擠壓機(jī)以及改變作為印刷層函數(shù)的剩磁，來實(shí)現(xiàn)最佳的磁化強(qiáng)度冷噴涂AM由塑料（定子，轉(zhuǎn)子）和鎳（鏍絲銷）制成的靜電機(jī)中，用了光刻（SLA）3-D打印、鑄造和注塑成型技術(shù)。

與傳統(tǒng)制造相比，SLA成功地解決了定子和轉(zhuǎn)子的幾何復(fù)雜性，從而降低了制造過程中所需要的成本和時(shí)間為了降低成本和重量，僅選擇在表面鍍鎳但是，這種充液式靜電機(jī)只適用于低速直驅(qū)應(yīng)用在制造主流電磁旋轉(zhuǎn)機(jī)走過咖啡屋吉他譜中，AM的潛力還沒有得到最大限度的發(fā)揮。

所謂的“冷噴涂增材制造”可以用來生產(chǎn)高密度的金屬涂料，而不會(huì)出現(xiàn)熱噴涂帶來的問題圖12顯示了冷噴頭在圓筒內(nèi)打印磁鐵時(shí)的情況加拿大國(guó)家研究委員會(huì)正在使用這種技術(shù)來制造磁鐵1）在使用熱敏材料的應(yīng)用中，冷噴涂是有益的（在這種情況下，增材制造的磁體的特性可能與注塑或燒結(jié)磁體相似）。

2）冷噴涂產(chǎn)生的沉積物不含氧化物。3）分辨率的光斑尺寸尚未給出，但根據(jù)最先進(jìn)的冷噴涂技術(shù)，最小的光斑尺寸約為4.0毫米（2014年），比SLM制造的光斑尺寸大得多。

圖12 使用冷噴涂AM制造的PM演示器 有研究團(tuán)隊(duì)還探討了通過冷噴涂將SMC和PM沉積在轉(zhuǎn)子上來構(gòu)建永磁同步磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)走過咖啡屋吉他譜子的可能性由于具有更高的機(jī)械強(qiáng)度（抗拉強(qiáng)度為214 MPa），所提出的設(shè)計(jì)消除了轉(zhuǎn)子中的橋接件和中心柱，因此非常適合高速，高功率因數(shù)的電機(jī)設(shè)計(jì)。

討論與應(yīng)用需要注意的是，雖然上述案例研究中顯示的AM磁體的潛在特性引起了人們的極大興趣，但由于AM磁體和傳統(tǒng)磁體之間沒有進(jìn)行全面的比較，因此還沒有得出關(guān)于性能優(yōu)點(diǎn)的可靠結(jié)論對(duì)于上述任何努力，網(wǎng)狀磁體都需要通過外部脈沖場(chǎng)進(jìn)行磁化。

如果磁鐵與其他部件一次性制作，也需要進(jìn)行裝配后的磁化，這在現(xiàn)有文獻(xiàn)中還沒有討論過 關(guān)于應(yīng)用，建立了兩個(gè)具有相同幾何形狀的直流電機(jī)原型其中一個(gè)使用增材制造的70%NdFeB磁體，而另一個(gè)則采用傳統(tǒng)的鐵氧體磁體。

帶有3D打印磁體的直走過咖啡屋吉他譜流電動(dòng)機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)斜率測(cè)量值為1.91 V / p.u，而鐵氧體磁體直流電動(dòng)機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)斜率為2.07 V/p.u有學(xué)者利用冷噴涂AM制造了一種復(fù)雜形狀的轉(zhuǎn)子，采用了NdFeB-Al復(fù)合材料和SMC粉末，因此完全不需要額外的裝配步驟。

永磁轉(zhuǎn)子的磁性和機(jī)械強(qiáng)度驗(yàn)證了所提出方法的可行性先進(jìn)的熱管理 熱管理系統(tǒng)的組成部分包括各種熱交換器、冷卻套、熱管等AM可用于構(gòu)建具有孔隙、復(fù)雜通道/通道/管道和擴(kuò)展表面的冷卻結(jié)構(gòu)它還可以通過優(yōu)化幾何形狀和最小化工具，來減少約束減輕重量和縮短交貨時(shí)間。

增材制造的熱交換器如圖13所示，是一種由電介質(zhì)聚合物制成的3D打印出的直接纏繞式熱交換器帶有內(nèi)部冷卻劑回流路徑的增材走過咖啡屋吉他譜制造的熱交換器放置在兩個(gè)線圈之間，用于直接散熱采用玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為80℃的碳纖維增強(qiáng)尼龍，通過FDM制造了該熱交換器。

傳熱試驗(yàn)表明，繞組溫升可降低44%AM在制造過程中，通過改變材料的微觀結(jié)構(gòu)，可以提高特定方向的導(dǎo)熱性但是，為了容納熱交換器，降低了槽滿率另外，熱交換器和繞組之間的不完美接觸也會(huì)抵消該設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)作為這項(xiàng)研究的補(bǔ)充，熱交換器采用陶瓷制造（如圖13（c）所示）。

圖13 增材制造的熱交換器（a）兩線圈間的熱交換器；（b）CF-尼龍熱交換器；（c）陶瓷熱交換器

圖14 無(wú)源熱導(dǎo)插入定子槽中以增強(qiáng)熱傳遞（方法：SLM；材料：AlSi10Mg） 圖14顯示了通過SLM設(shè)計(jì)和制造的各種具有多孔結(jié)走過咖啡屋吉他譜構(gòu)的熱導(dǎo)將熱導(dǎo)插入兩個(gè)線圈側(cè)之間的定子槽中，以增強(qiáng)散熱能力AM有助于顯著降低導(dǎo)熱管的重量，因此，僅增加3-4%的額外重量，輸入功率處理能力增加了約40%。

Wrobel等人提出了一種增材制造的風(fēng)冷熱交換器，該熱交換器與太陽(yáng)能飛機(jī)的外轉(zhuǎn)子推進(jìn)電動(dòng)機(jī)的定子集成在一起圖15顯示了電機(jī)的定子組件，其中基于SLM的AlSi10Mg熱交換器具有極高的活性表面積與體積比，同時(shí)重量也很輕。

圖15 帶集成式熱交換器的定子組件(方法：SLM；材料：AlSi10Mg)增材制造的熱管熱管可以用來大大提高熱管理系統(tǒng)的導(dǎo)熱性由SLM公司制造的燒結(jié)型鋁熱管已經(jīng)研發(fā)出來AM可以在燈芯中精心設(shè)計(jì)不同孔隙率、磁導(dǎo)率和孔徑的多孔結(jié)構(gòu)走過咖啡屋吉他譜，從而有助于提高導(dǎo)熱性。

圖16所示為具有多孔結(jié)構(gòu)的熱管槽燈芯

圖16 基于SLM的多孔熱管槽燈芯增材制造的冷卻套管AM可以極大地簡(jiǎn)化冷卻通道和冷卻套管的制造方式，降低了模具成本，并減少了液體泄漏傳統(tǒng)上，電機(jī)的冷卻套管至少由兩個(gè)獨(dú)立的部件焊接而成的為了降低制造的復(fù)雜度，通常對(duì)冷卻套管內(nèi)的冷卻通道進(jìn)行簡(jiǎn)化，如圖17（a）所示。

利用SLM，可以制造出具有優(yōu)化內(nèi)部螺旋通道的冷卻套管，如圖17（b）所示最重要的是，可以大大提高冷卻套管的機(jī)械完整性它在汽車中的應(yīng)用表明，冷卻性能可提高37%，而有了螺旋形冷卻通道后，重量減輕了16%同時(shí)，AM還可以為制造各種路徑復(fù)雜的冷卻夾套打開大門，如環(huán)形、軸向、螺旋形、蛇走過咖啡屋吉他譜形水管等。

圖17 具有優(yōu)化的螺旋冷卻通道的增材制造的冷卻套管（a）典型的冷卻套管；（b）AM冷卻套管 除了機(jī)器設(shè)計(jì)外，在系統(tǒng)層面，AM還可以為電機(jī)和電力電子器件之間更緊密的集成打開大門，這也稱為集成電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器（IMD）或集成模塊化電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器（IMMD）

對(duì)于IMD/IMMD來說，提升功率系數(shù)的關(guān)鍵是要讓電機(jī)和電力電子設(shè)備共享熱管理系統(tǒng)通常，這會(huì)使熱設(shè)計(jì)相當(dāng)復(fù)雜在IMD概念的背景下，AM帶來的一些基本優(yōu)勢(shì)包括：1）組件之間的理想接觸：AM可以支持具有復(fù)雜形狀的熱交換器和冷卻管，從而可以更好地安裝在適應(yīng)電機(jī)端部繞組和電力電子設(shè)備之間。

2）創(chuàng)新的直接冷卻：對(duì)于航空航天應(yīng)用，為了避免在低氣壓下的局部走過咖啡屋吉他譜放電，繞組絕緣通常比海平面上的常規(guī)設(shè)計(jì)要厚得多傳統(tǒng)的冷卻設(shè)計(jì)變得不那么有效在這種情況下，在槽內(nèi)增材制造的冷卻通道可能非常有前途，冷卻通道可以使用非導(dǎo)電材料來構(gòu)建，如纖維增強(qiáng)的聚合物材料。

應(yīng)用總結(jié)1. 結(jié)構(gòu)部件的AM：需要指出的是，在電機(jī)結(jié)構(gòu)件的增材制造方面也有很多嘗試，包括定子外殼、端蓋、轉(zhuǎn)子軸、球軸承、繞組框架等其動(dòng)機(jī)主要有兩個(gè)方面：重量輕和集成/簡(jiǎn)化制造其中一個(gè)例子是通過基于擠壓的AM制造的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)。

為了減輕重量，定子外殼、繞組框架和轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)部件均由塑料制成橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室報(bào)道了增材制造出的軸承保持架，它由多種材料制成，包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（即ABS）、鈦、316L和420不銹走過咖啡屋吉他譜鋼等采用AM方法，如FDM、EBM和DMLS，可在短時(shí)間內(nèi)快速進(jìn)行原型設(shè)計(jì)并評(píng)估軸承的某些性能。

2. 技術(shù)成熟度：圖18對(duì)所討論的AM方法在技術(shù)成熟度方面進(jìn)行了總結(jié)成熟度相對(duì)較高的AM方法被置于雷達(dá)圖的中心位置現(xiàn)在已經(jīng)有一些方法是可用的，而其他方法則有望在將來變得更加成熟當(dāng)然，完全由增材制造的電機(jī)不太可能很快成為真正的產(chǎn)品。

盡管如此，AM的可行性將在電機(jī)的更多組件中得到證明某些特定的應(yīng)用甚至可以接受AM目前一些不成熟的方面

圖 18 AM方法的成熟度3. 重新設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：隨著設(shè)計(jì)自由度的增加，AM的使用必將拓展設(shè)計(jì)邊界，而不是簡(jiǎn)單的一對(duì)一替換傳統(tǒng)電機(jī)部件將來重新設(shè)計(jì)的新的電機(jī)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)可能需要考慮以走過咖啡屋吉他譜下內(nèi)容：A. 減少重新設(shè)計(jì)時(shí)的幾何限制：。

1）連續(xù)的定子/轉(zhuǎn)子偏斜，以獲得更平滑的轉(zhuǎn)矩；2）復(fù)雜的永磁體磁化方向/強(qiáng)度，以減少磁場(chǎng)畸變；3）優(yōu)化的冷卻設(shè)計(jì)，可支持更高的熱負(fù)荷設(shè)計(jì)B. 重新定義材料屬性的邊界：通過使用AM可以有針對(duì)性地控制材料特性。

然后，在設(shè)計(jì)過程中就會(huì)有更多的選擇，從而找到最優(yōu)設(shè)計(jì)方案，很好地滿足成本和性能目標(biāo)除了上述兩點(diǎn)外，AM還可以為緊密相連的多物理場(chǎng)設(shè)計(jì)進(jìn)一步打開設(shè)計(jì)空間結(jié)論 本次我們討論了用于或可用于制造永磁機(jī)的三個(gè)關(guān)鍵部件（即鐵芯、繞組和絕緣）的最新AM技術(shù)。

到目前為止，大多數(shù)電機(jī)部件都是可以單獨(dú)制造的，而很少有研究證明可以完全通過增材制造整個(gè)電機(jī) 多種AM技術(shù)可用走過咖啡屋吉他譜于制造鐵芯、繞組、絕緣以及PM增材制造電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是不僅可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的幾何形狀和材料的高利用率，而且還可以改變其微觀結(jié)構(gòu)和材料性能。

未來AM技術(shù)的趨勢(shì)是開發(fā)多材料系統(tǒng)，這將進(jìn)一步為增材制造電機(jī)提供了機(jī)會(huì)1）不同金屬的融合：軟磁材料，例如Co-Fe，Ni-Fe；納米復(fù)合磁鐵；2）具有陶瓷界面的金屬或帶有塑料界面的金屬：導(dǎo)體和絕緣系統(tǒng)多材料AM系統(tǒng)開發(fā)得越多；完全通過增材制造來開發(fā)永磁電機(jī)的可能性就會(huì)越大。

除了永磁電機(jī)的三個(gè)關(guān)鍵部件外，還討論了冷卻通道、熱交換器、熱管和散熱器的AM通過AM技術(shù)，可以大大提高散熱能力，而不會(huì)增加額外的重量/體積