El Fraunhofer IFAM investiga motores eléctricos que utilizan menos materias primas críticas.
El Fraunhofer IFAM está construyendo en Dresde una nueva infraestructura de investigación para motores eléctricos que debería funcionar con menos materias primas críticas. El proyecto SIREN se centra, entre otras cosas, en motores sin tierras raras y en el uso del aluminio como sustituto del cobre en las bobinas.
SIREN investiga paquetes de láminas multimateriales para nuevas arquitecturas de motores.
Imagen: Fraunhofer IFAM
Para el proyecto SIREN (Infraestructura soberana y versátil para propulsores eléctricos independientes de recursos de la próxima generación), Fraunhofer IFAM recibirá más de dos millones de euros en financiación hasta finales de 2028. Los fondos provienen del estado libre de Sajonia y del Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER).
El objetivo principal es establecer una cadena de procesos aditivos continua basada en sinterización para el desarrollo y fabricación de propulsores eléctricos. De esta manera se pretende poder combinar diferentes materiales metálicos y crear geometrías de componentes que son difíciles o imposibles de fabricar con métodos convencionales.
Un enfoque importante se centra en los llamados paquetes de chapa multimaterial. En ellos, se combinan de forma específica materiales paramagnéticos y no magnéticos. Sobre esta base, el instituto pretende desarrollar, entre otras cosas, motores de reluctancia de alta rotación así como sistemas de accionamiento con imanes permanentes excitados por ferritas. Estos conceptos de motores pueden funcionar sin tierras raras.
Otro enfoque concierne a las bobinas eléctricas. En este ámbito, el Fraunhofer IFAM investiga si el cobre puede ser reemplazado por aluminio. Mediante la integración de canales de enfriamiento especiales, se buscan mejorar las propiedades de las bobinas de aluminio, lo que permitiría crear sistemas de accionamiento eléctricos de mayor rendimiento.
El aluminio debería reemplazar al cobre en las bobinas de los motores
El contexto de estos trabajos son las dependencias de Europa en materia de materias primas críticas. En particular, el suministro de tierras raras está altamente concentrado en unos pocos países proveedores. El cobre también adquiere cada vez más importancia estratégica con la creciente electrificación del transporte y la industria.
Estos trabajos complementan otros enfoques de investigación para reducir estas dependencias. En el proyecto europeo NEO-CYCLE, Fraunhofer IKTS y la TU Bergakademie Freiberg desarrollan un método para recuperar tierras raras como el neodimio a partir de imanes desechados. Mientras que allí el reciclaje es el foco principal, SIREN parte ya del diseño del motor y estudia conceptos de propulsión que pueden funcionar sin tierras raras en absoluto.
La nueva infraestructura tiene como objetivo abarcar toda la cadena de desarrollo, desde el diseño de materiales, pasando por la fabricación de componentes complejos, hasta la creación de prototipos funcionales. Según Fraunhofer IFAM, la combinación prevista de estos métodos en esta forma es única en toda Europa.
Se dirige especialmente a aplicaciones que requieren altos niveles de densidad de rendimiento y espacio de montaje. Además de los vehículos eléctricos de carretera, el instituto también menciona vehículos aéreos y submarinos, así como otras aplicaciones industriales.
Al mismo tiempo, la infraestructura estará destinada a proyectos de desarrollo conjuntos con empresas. Se presta especial atención a las empresas del sector de la tecnología de propulsión, la industria de componentes y la tecnología de sinterización. También se busca que las pequeñas y medianas empresas de Sajonia tengan acceso a los nuevos métodos de fabricación.