科学家将在明年底前3D打印首个感应电动机

        近日，美国联合技术公司研究中心（UTRC）的研究人员与美国能源部的ARPA-E（Advanced Research Project Agency-Energy ）项目签订了一份合同，目的是开发出一种不利用稀土类磁铁的感应电动机，这种电动机可以在电动汽车上使用。

科学家将在明年底前3D打印首个感应电动机

        不过，他们并不是独立完成这个复杂的项目，而是与康涅狄格增材制造中心、宾州州立大学和Wayde Schmidt一起合作。UTRC的项目负责人解释了他们的研究方式：

        “我们原来的设想是开发出一台可以同时3D打印出铜导体、绝缘组件和钢片的机器，当这些部件打印完成了，一台电动机也就出现了。但是当前我们离在一台机器里同时使用种材料进行制造还有巨大的技术鸿沟，于是我们将问题分解，然后集中力量各个击破。”

        感应电动机

        由于开发人员决定使用3D打印制造出发动机，那么传统的发动机技术构架显然已经不太合适，因此他们决定还要对发动机进行重新设计，使其更加适合增材制造（即3D打印）技术。于是研究团队设立了一个专门完成电动发动机重新设计任务的负责人Jagadeesh Tangudu。Tangudu介绍了开发一种新的发动机设计思路：

        “该项目的主要目的是设计出专门的发动机，这种发动机是假设在增材制造技术条件下最大限度地提高能源效率。我们并没有对发动机设计进行限制，因此它最终的样子可能相当非传统甚至非常怪异。显然，我们会面临许多技术难题。”

        目前，该研究团队唯一愿意确认的是，他们计划到2015年底之前拿出一个原型出来。

        此外由于开发要求是不使用稀土类磁铁，Lawrence Livermore国家实验室（LLNL）和布朗大学的研究人员正一起合作，开发一种交换弹性磁铁，这种磁铁既具有超强的磁力，又减少了对稀土材料的需求。

        制造交换弹性磁铁需要硬质和软质两种类型的磁性材料的组合。硬质材料的特性是非常难以消磁，而软质材料则是在磁场撤消之后仍能保持较高的磁性。这两种属性分别被称为矫顽磁性（coercivity）和剩磁现象（remanence）。

        由于制造交换弹性磁铁需要这两种极端材料的精确配比，因而更适于使用3D打印技术制造。

        要制造一个交换弹性磁铁，这些材料必须以类似棋盘的方式放置，它们之间的间距以纳米计。CMI公司磁性推力研究负责人Scott K. McCall博士解释说：“诀窍是，你需要将软质材料与硬质材料之间的间隔保持在一个磁畴壁的距离，在许多材料中，这也就是几纳米远。这只是一个简单的想法，但为了能够使材料的控制达到这样的水平，有的人一直努力了20年。我们认为通过一些先进的制造方法，我们就能够一块一块地构建交换弹磁性体。”