نجات زنجیره تامین: نسل جدید الکتروموتورهای چاپ سه بعدی بدون نیاز به عناصر کمیاب
نجات زنجیره تامین: نسل جدید الکتروموتورهای چاپ سه بعدی بدون نیاز به عناصر کمیاب
در دنیای تجهیزات صنعتی و به خصوص صنعت رو به رشد خودروهای برقی (EV)، یکی از بزرگترین چالشها همیشه “زنجیره تامین مواد اولیه” بوده است. ما در اتکال همواره تکنولوژیهای روز دنیا را رصد میکنیم و اخبار اخیر حاکی از آن است که فناوری چاپ سه بعدی (Additive Manufacturing) در حال تغییر قواعد بازی در طراحی و تولید موتورهای الکتریکی است.
خبر جدیدی که توجه کارشناسان ما را به خود جلب کرده، نویدبخش کاهش چشمگیر و حتی حذف کامل “عناصر خاکی کمیاب” (Rare Earths) از ساختار موتورهاست. اما این تکنولوژی چگونه کار میکند و چه تاثیری بر بازار خواهد داشت؟
چالش بزرگ: وابستگی به آهنرباهای گرانقیمت
قلب تپنده بسیاری از ماشینآلات صنعتی و خودروهای برقی، الکتروموتور است. برای دستیابی به راندمان بالا و گشتاور قوی، اکثر موتورهای پیشرفته (مانند موتورهای سنکرون آهنربای دائم) به عناصری مانند “نئودیمیوم” و “دیسپروزیم” نیاز دارند. این عناصر خاکی کمیاب نه تنها گران هستند، بلکه استخراج آنها آسیبهای زیستمحیطی فراوانی دارد و زنجیره تامین آنها به شدت متمرکز و آسیبپذیر است.
تیم تحقیقاتی اتکال معتقد است که وابستگی صنعت به این مواد، گلوگاه اصلی تولید انبوه در آینده خواهد بود. اینجاست که مهندسی و طراحی جدید به کمک میآید.
راه حل: طراحی توپولوژی به کمک چاپ سه بعدی
مقاله منتشر شده در All3DP نشان میدهد که چگونه محققان و شرکتهای پیشرو با استفاده از چاپ سه بعدی، محدودیتهای روشهای سنتی (مانند ریختهگری و ماشینکاری) را دور زدهاند. در روشهای سنتی، ما محدود به اشکال هندسی خاصی هستیم، اما در چاپ سه بعدی، میتوان ساختارهای پیچیدهای ایجاد کرد که میدان مغناطیسی را بهینهتر هدایت کنند.
۱. بهینهسازی مسیر شار مغناطیسی
با چاپ سه بعدی هستههای فلزی، میتوان ورقهای فولادی را به شکلی طراحی کرد که “تلفات فوکو” کاهش یابد و مسیر عبور شار مغناطیسی دقیقاً در جهت مورد نیاز باشد. این یعنی میتوانیم از آهنرباهای ضعیفتر (مانند فریتها که ارزان و فراوان هستند) استفاده کنیم اما همان قدرتی را بگیریم که قبلاً فقط با آهنرباهای نئودیمیوم ممکن بود.
۲. سیستمهای خنککاری پیشرفته
یکی از دلایلی که ما در راهنمای انتخاب الکتروموتور همیشه بر آن تاکید داریم، مسئله دفع حرارت است. موتورهای چاپ سه بعدی امکان تعبیه کانالهای خنککننده درونی را در دل سیمپیچها و هسته فراهم میکنند. وقتی خنککاری بهتر انجام شود:
چگالی توان موتور بالا میرود.
میتوان جریان بیشتری از سیمپیچهای مسی عبور داد.
نیاز به آهنرباهای مقاوم در برابر حرارت (که بسیار گران هستند) از بین میرود.
تاثیر بر محصولات صنعتی و بازار ایران
شاید بپرسید این تکنولوژی چه زمانی وارد بازار تجهیزات صنعتی عمومی میشود؟ اگرچه این فناوری فعلاً در صنایع هایتک (High-Tech) و خودروهای برقی متمرکز است، اما تجربه ما در اتکال نشان داده است که سرریز تکنولوژی به سرعت وارد بخش الکتروموتورهای صنعتی (مانند انواع سه فاز و تک فاز) خواهد شد.
برندهای پیشرو اروپایی که ما نیز محصولات آنها را ارائه میدهیم، مانند الکتروموتور زیمنس و یا برندهای معتبر چینی، در حال سرمایهگذاری سنگین روی این روشهای تولید هستند تا قیمت تمام شده را کاهش و راندمان را افزایش دهند.
مزایای کلیدی برای آینده صنعت
بر اساس تحلیل این گزارش، استفاده از این روش تولید سه مزیت اصلی دارد که بزودی استانداردهای جدیدی را تعریف خواهد کرد:
کاهش وزن: حذف مواد اضافی و بهینهسازی ساختار پوسته و روتور.
پایداری محیط زیست: حذف نیاز به استخراج معادن مخرب برای عناصر کمیاب.
کاهش هزینهها: اگرچه پرینترهای سه بعدی فلزی گران هستند، اما حذف مواد اولیه گرانقیمت در تیراژ بالا، هزینه نهایی را کاهش میدهد.
نتیجهگیری: اتکال، همگام با تکنولوژی
صنعت الکتروموتور در آستانه یک رنسانس تکنولوژیک است. گذار از “ساخت سنتی با مواد گران” به “ساخت هوشمند با مواد ارزان” کلید آینده است. ما در مجموعه اتکال متعهد هستیم که نه تنها باکیفیتترین محصولات فعلی بازار (از برندهای ایرانی مثل موتوژن تا برندهای برتر اروپایی و چینی) را تامین کنیم، بلکه شما را در جریان آخرین تحولات فنی قرار دهیم تا بهترین تصمیمات را برای خطوط تولید خود بگیرید.
اگر قصد خرید یا مشاوره در زمینه انواع موتورهای الکتریکی و گیربکس صنعتی را دارید، کارشناسان فنی ما آماده پاسخگویی به نیازهای شما هستند.
سوالات متداول مرتبط با این خبر:
آیا موتورهای چاپ سه بعدی هم اکنون قابل خرید هستند؟ فعلاً بیشتر در مرحله تحقیق و توسعه برای صنایع خاص هستند، اما انتظار میرود در ۵ سال آینده وارد بازار عمومی شوند.
آیا این تکنولوژی روی گیربکسها هم تاثیر دارد؟ بله، چاپ سه بعدی دندهها میتواند وزن گیربکسهای صنعتی را نیز به شدت کاهش دهد.
