Фраунгофер IFAM досліджує електродвигуни, які використовують менш критичні сировини.

Фраунгофер IFAM будує у Дрездені нову дослідницьку інфраструктуру для електродвигунів, яка має працювати з меншою кількістю критичних сировин. У проекті SIREN серед іншого досліджуються приводи без рідкісних земель та використання алюмінію замість міді у обмотках.

SIREN досліджує багатоматеріальні конструкції для нових архітектур двигунів.

Зображення: Фраунгофер IFAM

Для проекту SIREN (Суверенна та універсальна інфраструктура для електродвигунів наступного покоління, незалежних від ресурсів) Fraunhofer IFAM отримає до кінця 2028 року допомогу у розмірі понад два мільйони євро. Ці кошти надаються землею Саксонія та Європейським фондом регіонального розвитку (EFRE).

Основною метою є створення цілісної ланцюгової системи адитивних технологій на основі спікання для розробки та виробництва електродвигунів. Це дозволить поєднувати різні металеві матеріали та створювати геометрії деталей, які за допомогою традиційних методів виробництва можна виготовити лише з великими труднощами або взагалі неможливо.

Особлива увага приділяється так званим багатоматеріальним листовим пакетам. При цьому м’якомагнітні та немагнітні матеріали цілеспрямовано поєднуються між собою. На цій основі інститут планує, зокрема, розробити двигуни з високою швидкістю обертання з релуктансним принципом роботи та приводи з постійними магнітами, які керуються феритами. Такі концепції двигунів можуть функціонувати без рідкісних земель.

Ще один підхід стосується електричних обмоток. У цьому контексті Fraunhofer IFAM досліджує, чи можна замінити мідь алюмінієм. Шляхом інтеграції спеціальних каналів охолодження планується покращити властивості алюмінієвих обмоток, що дозволить створювати потужніші електричні приводи.

Алюміній має замінити мідь у обмотках двигунів

Причиною цих досліджень є залежність Європи від критично важливих сировин. Особливо у випадку рідкісних земель постачання сильно зосереджене у кількох країна-постачальниках. Мідь також набуває все більшої стратегічної важливості через посилену електрифікацію транспорту та промисловості.

Ці дослідження доповнюють інші підходи до зменшення цієї залежності. У рамках європейського проєкту NEO-CYCLE інститут Fraunhofer IKTS та Технічний університет Бергакадемії у Фрайберзі розробляють метод для відновлення рідкісних земель, таких як неодим, з відпрацьованих магнітів. Якщо там у центрі уваги знаходиться переробка, то проєкт SIREN вже працює над дизайном двигунів та досліджує концепції приводів, які можуть функціонувати без використання рідкісних земель.

Нова інфраструктура має охоплювати весь ланцюжок розробки — від розробки матеріалів, через виробництво складних компонентів, до створення функціональних демонстраційних зразків. За даними Fraunhofer IFAM, запланована комбінація цих методів у такій формі є унікальною у всій Європі.

Особлива увага приділяється застосуванням із високими вимогами до щільності потужностей та простору для розміщення. Окрім електричних дорожніх транспортних засобів, інститут також згадує повітряні та підводні апарати, а також інші промислові застосування.

Водночас інфраструктура має використовуватися для спільних проєктів розробки з компаніями. Особлива увага приділяється підприємствам у галузі технологій приводів, промисловості постачальників комплектуючих та технологій спікання. Малі та середні підприємства в Саксонії також мають отримати доступ до нових методів виробництва.