O Fraunhofer IFAM pesquisa motores elétricos que utilizem menos matérias-primas críticas.
O Fraunhofer IFAM está construindo em Dresden uma nova infraestrutura de pesquisa para motores elétricos, projetada para funcionar com menos matérias-primas críticas. O projeto SIREN foca, entre outras coisas, em sistemas de acionamento sem terras raras e no uso de alumínio como substituto para o cobre nas espiras.
O SIREN pesquisa pacotes de chapas multimateriais para novas arquiteturas de motores.
Imagem: Fraunhofer IFAM
Para o projeto SIREN (Infraestrutura soberana e versátil para acionamentos elétricos independentes de recursos da próxima geração), o Fraunhofer IFAM receberá mais de dois milhões de euros em financiamento até o final de 2028. Os recursos provêm do estado livre de Saxônia e do Fundo Europeu de Desenvolvimento Regional (EFRE).
O foco está na criação de uma cadeia de processos aditivos contínua, baseada em sinterização, para o desenvolvimento e fabricação de acionamentos elétricos. Isso permitirá combinar diferentes materiais metálicos e criar geometrias de componentes que são difíceis ou impossíveis de produzir com métodos de fabricação convencionais.
Um foco está nos chamados pacotes de chapa multimaterial. Nesses casos, materiais paramagnéticos e não magnéticos são combinados de forma intencional. Com base nisso, o instituto pretende desenvolver, entre outras coisas, motores de relutância de alta rotação, bem como acionamentos de ímã permanente excitados por ferrite. Tais conceitos de motores podem funcionar sem terras raras.
Outra abordagem diz respeito às bobinas elétricas. O Fraunhofer IFAM investiga se o cobre pode ser substituído por alumínio. Por meio da integração de canais de resfriamento especiais, espera-se melhorar as propriedades das bobinas de alumínio, permitindo assim a criação de acionamentos elétricos mais eficientes.
O alumínio deve substituir o cobre nas bobinas dos motores
O contexto desses trabalhos refere-se às dependências da Europa em relação a matérias-primas críticas. Em particular, no caso das terras raras, o fornecimento está fortemente concentrado em poucos países fornecedores. O cobre também ganha cada vez mais importância estratégica com a crescente eletrificação da mobilidade e da indústria.
Esses trabalhos complementam outras abordagens de pesquisa para reduzir essas dependências. No projeto da UE NEO-CYCLE, o Fraunhofer IKTS e a TU Bergakademie Freiberg desenvolvem um método para recuperar terras raras como o neodímio a partir de ímãs obsoletos. Enquanto lá o foco está no reciclagem, o SIREN já parte do design do motor e investiga conceitos de propulsão que podem funcionar completamente sem terras raras.
A nova infraestrutura deve abranger toda a cadeia de desenvolvimento, desde a criação de materiais, passando pela fabricação de componentes complexos, até a produção de protótipos funcionais. Segundo o Fraunhofer IFAM, a combinação planejada desses métodos nessa forma é única em toda a Europa.
Ela se destina especialmente a aplicações que exigem alta densidade de desempenho e pouco espaço físico. Além de veículos elétricos de estrada, o instituto menciona também veículos aéreos e subaquáticos, além de outras aplicações industriais.
Ao mesmo tempo, a infraestrutura deve ser utilizada para projetos de desenvolvimento em parceria com empresas. Há um foco especial em empresas do setor de tecnologia de propulsão, da indústria de fornecedores e da tecnologia de sinterização. Empresas pequenas e médias em Saxônia também devem ter acesso aos novos métodos de fabricação.