加拿大國家研究委員會（NRC）開發(fā)出一種用于制造電機永磁體的冷噴涂增材制造工藝，不僅能使成本降低，還能帶來新的設計。

電機使用的高性能永磁體在施加電力時會使電機旋轉。一般來說，這些電機是使用粉末壓實（燒結磁體）或注塑（粘結磁體）等工藝制作的。但是，這些流程耗時長、花費高，而且形狀范圍也是有限的。

NRC研究人員伯尼爾和拉瑪力想要通過研發(fā)用于生產電機永磁體的冷噴涂增材制造工藝來消除粉末壓實和注塑的障礙。他們的技術將所有生產流程合并為一個，為制造商節(jié)省時間和成本。

在冷噴涂增材制造或3D打印的過程中，細粉材料在高速壓縮氣體射流中加速，并導向目標。這個目標是指需要后續(xù)處理或調整的現(xiàn)有部件，或用于加工新部件的毛坯。3D打印的部分將根據數(shù)字指令控制的噴霧方向，逐層建立。

那么為什么磁鐵要使用冷噴涂工藝呢？據NRC的研究人員表示，這種工藝的累積率是非常高的，每小時可以剝落幾公斤的磁鐵。其次，這些3D打印磁體的機械性能和熱性能也非常優(yōu)越。

這要歸功于冷噴涂沉積的速度，通過與混合物中不存在的聚合物相結合，賦予了磁體固有的機械性能，例如增加的導熱性（優(yōu)化溫度控制）、抗腐蝕性以及氧化功能。

冷噴涂3D打印的另一個優(yōu)點是零件表面和磁性材料之間的附著力非常好。因為沒有粘合劑或裝配，所以這個粘合力非常強。

最后，由于冷噴涂3D打印是一個增材制造的過程，因此許多使用壓縮和成型等技術無法實現(xiàn)的設計，都可以用這種3D打印工藝實現(xiàn)。

NRC的研究人員印制了幾個原型磁體，他們認為有幾種方法可以用來改善電機設計。今后還可以開發(fā)軟磁材料來擴大該工藝的加工范圍。

伯尼爾表示：“這項技術將為未來創(chuàng)造更緊湊、性能更好的電機，而且3D打印還具有非常顯著的優(yōu)勢，如降低成本、優(yōu)化熱管理、制作出更復雜的幾何形狀和功能。”