フィンランド技術研究センター：3Dプリント部品を使用した試作電動モーターを開発し、電動モーター製造分野に参入

2023年1月16日、アンタークティックベアは、フィンランド国立技術研究センター（VTT）が、ステーターとローターの磁場伝導部分である強磁性コアを3Dプリントで製造した電気モーターのプロトタイプを発表したことを知りました。さらに、研究者らはマイクロモーターケーブル用にセルロースベースの材料で作られたカバーを印刷した。

3D プリンティングは新製品の開発とテストをサポートします。● 積層造形技術にはいくつかの利点がありますが、その 1 つは印刷プロセスで廃棄物があまり発生しないことです。

●他の製造方法と比較して、プロトタイプを素早く比較的安価に印刷できるため、新製品をテストするのに非常に便利です。開発プロセスが高速化することで、新技術やイノベーションのブレークスルーが促進されます。新しいアイデアをすぐに物理的なオブジェクトにすることができ、さまざまな実験を行うことができます。

●3Dプリンティングにより、電気モーターの製造プロセスが大幅に簡素化されます。従来、強磁性部品は、必要な形状に打ち抜かれたりレーザーカットされた電磁鋼板から作られています。次に鋼板を強磁性コアに積み重ね、溶接し、場合によっては熱処理します。 3D プリントの助けを借りれば、上記の操作を減らすことができます。

●3Dプリントは、これまで技術的に製造が困難だったモーターや発電機の製造にも活用できます。これまで、付加製造方法は、最高のパフォーマンスと信頼性が重要となる軍事や航空宇宙などの業界で特に役立ってきました。製造技術の発展に伴い、自動車業界、大手モーターメーカー、工場も 3D プリントの恩恵を受けることができます。

VTT が開発した方法は、電気モーター、インダクタ、変圧器など、強磁性部品を使用するすべてのアプリケーションの製造に使用できます。

△真ん中のモーターは3Dプリントした部品、左のオレンジ色の部品は3Dプリントしたケーブルカバーです。

積層造形が電気モーター製造に革命を起こす
電気モーターは古くからある伝統的な研究分野であり、製造方法としての3Dプリンティングはその製造方法を「アップデート」しました。 VTTの研究は、3Dプリントが電動モーターの製造と普及を促進できるかどうかに焦点を当てています。電動モーター製造分野における積層造形はこれまで理論の域にとどまっていましたが、実用化するのは通常困難です。しかし、VTTは第一歩を踏み出し、電動モーター分野における積層造形の実現可能性を証明しました。この研究は、モーターの設計、材料製造から 3D プリント部品、組み立て、テストまで、製造チェーン全体をカバーしています。

2014年以来、VTTの10人からなるチームは、3Dプリントされた強磁性部品とそれを電気モーターに使用する研究を行ってきました。この研究の目的は、 3Dプリントを使用したモーターの製造プロセスに必要な方法を理解することであり、研究者らは、より低損失のプリント部品を開発して、より高性能な電気モーターを製造したいと考えています。

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