ExOne und Maxxwell Motors entwickeln 3D-gedruckte Kupferwicklungen für elektrische Antriebssysteme

Der Binder-Jet-Spezialist ExOne und Maxxwell Motors haben erfolgreich ein neues Konzept für hocheffiziente Kupferwicklungen für elektrische Antriebssysteme vorgestellt. Die Methode beseitigt Probleme, die mit der herkömmlichen Herstellung von Kupferspulen für Elektromotoren verbunden sind. Dieses neue Verfahren macht das herkömmliche Wickeln, Biegen, die Werkzeugherstellung und andere ineffiziente Prozessschritte überflüssig und verbessert zudem die Leistung des Endprodukts.

ExOne ist ein 3D-Drucker-Hersteller, der führend bei industriellen Sand- und Metall-3D-Druckern mit Binder-Jetting-Technologie ist. Mit Maxxwell Motors, ein US-amerikanisches Start-up, entwickeln sie neue Kupferwicklungen für Axialfluss-Elektromotoren, die in Elektroautos sowie in einer Reihe von anderen Schwerlastfahrzeugen und Industriegeräten eingesetzt werden können.

Maxxwell wurde 2018 mit der Vision gegründet, die Entwicklung und Herstellung von Elektromotoren ohne Seltene Erden zu verbessern. Das Unternehmen hält neun US-amerikanische und globale Patente und hat bisher zwei Produkte auf den Markt gebracht: einen luftgekühlten 10-kW-Motorgenerator und einen flüssigkeitsgekühlten 150-kW-Motor.

Optimierte Kupferwicklungen und Rotoren in Elektromotoren gehören zu den Faktoren, die den Übergang der Automobilindustrie zu Hybrid- und reinen Elektrofahrzeugen ermöglichen. Die derzeitigen Methoden zur Herstellung der Wicklungen sind jedoch kostspielig, ineffizient und schränken die Konstruktionen in einer Weise ein, die auch ihre Leistung begrenzt.

ExOne und Maxxwell haben erfolgreich ein neues Konzept für den Binderjet-3D-Druck eines hocheffizienten Designs aus Kupfer erprobt, das viele der mit der herkömmlichen Fertigung verbundenen Herausforderungen beseitigt. Weitere Entwicklungen und Tests sind bereits im Gange.

Letztendlich ist es das Ziel von Maxxwell, Wicklungsbaugruppen als monolithisches Teil mit dem Binderjet-3D-Druckverfahren zu produzieren, wodurch die Notwendigkeit des Wickelns, des Biegens, der Werkzeugherstellung und des Zusammenschweißens von Einzelteilen entfällt.

Bei der Herstellung mit dem Binderjet-3D-Druck sind weniger Fertigungsschritte und Energieaufwand sowie weniger Materialabfälle erforderlich, was zu effizienteren und leistungsfähigeren Komponenten führt. Darüber hinaus ist das Hochgeschwindigkeits-Binder-Jetting relativ erschwinglich.