Többféle alapanyag egyidejű nyomtatását teszi lehetővé a Széchenyi István Egyetemen kifejlesztett poradagoló

3D nyomtatáshoz kifejlesztett egyedi porterítő mechanizmus a lényege annak a győri Széchenyi István Egyetemen megalkotott szabadalomnak, amelynek segítségével két különböző alapanyag adagolható keveredésmentesen. Ezzel olyan lágymágneses fém-szigetelő kompozitot sikerült létrehozni, ami új lehetőségeket nyit az elektromotorok gyártásában.

Kocsis Bence a Széchenyi István Egyetem doktoranduszaként kezdte kutatni az elektroacélok – vagyis az elektromotorok gyártásához szükséges anyagtípusok – nyomtathatóságát. Azt vizsgálta, hogy miként alkothatna meg a meglévőknél jobb tulajdonságokkal bíró anyagot. „Ekkor szembesültem azzal a problémával, hogy a rendelkezésemre álló fémnyomtatóban a néhánygrammos mintákkal nem lehet dolgozni. Elsőként tehát a kis mennyiségű minták nyomtathatóságát kellett megoldanom. Emellett az anyagokat úgy akartam társítani, hogy minél kisebb veszteséggel működő, nagy teljesítménysűrűségű anyagokat tudjak komplex geometriai formákban létrehozni. Ezek együttesen lehetővé teszik, hogy a vasmagméret csökkentése mellett is hasonlóan nagy teljesítményre legyen képes a motor” – tekintett vissza motivációira a kutató.

Ehhez arra volt szükség, hogy a vasmagot minél vékonyabb rétegekből építse fel, méghozzá elektromos szigetelővel elválasztva, hogy ne érintkezzenek egymással. Az általa kifejlesztett adapter képes többféle poralapanyag adagolására a folyamat során. „Az egyik porszórótartályt lágymágneses, a másikat pedig szigetelőanyaggal töltöttem fel, amelyeket nagyon vékony rétegekben nyomtatva sikerült csökkenteni a vasmag veszteségét. A vas-titán rétegelt szerkezet nitrogén védőgázban történő nyomtatása vagy oxigén jelenlétében végzett hőkezelés segítségével tovább növelhető az elektromos szigetelés mértéke, amely csökkenti az örvényáramú veszteséget és növeli a működési frekvenciahatárt” – fogalmazott Kocsis Bence. A szabadalom tárgya éppen ez a vas-titán kompozit, amely a szakember által kifejlesztett adapterrel kivitelezhető.

Hozzátette, a megalkotott adapterrel – amely bármely más fémnyomtatóra is felszerelhető – az első problémát is sikerült megoldania, vagyis kis mennyiségű porminták szintén eredményesen nyomtathatók vele. Az eszköz a nyomtatótól független áramellátással és szoftverrel működik, és szenzorosan érzékeli, hogy a portartály éppen hol helyezkedik el a munkaterületen belül. Ennek segítségével utasítható és szabadon paraméterezhető, hogy éppen hol, milyen mennyiségű port adagoljon. A gépfüggetlen kialakításnak köszönhetően bármely más gépre is könnyedén felszerelhető és „multi-material” nyomtatásra nem alkalmas gépek is nem túl nagy beruházással könnyedén felruházhatók ezzel a képességgel.

A megoldás újszerűsége a rétegenként eltérő alapanyag-adagolásban és a 3D nyomtatott „fém-szigetelő” kompozit kialakításában rejlik. Az adapter az arra korábban nem alkalmas eszközök esetében is lehetővé teszi a többalapanyagú nyomtatást, a megalkotott kompozittal pedig olyan egyedi elektromotorok készíthetők, amelyek a korábbiaknál jóval kisebb méretben is azonos teljesítményre képesek. Ezek leginkább az e-motorsportban, a high-tech alkalmazásokban, valamint repülőgép-, űr- és hadipari berendezésekben jelentenek hatalmas előnyt.

Uni Inno Zrt.