Additive Fertigung von Tragstrukturen für ressourceneffiziente elektrische Hochdrehzahl-Asynchronantriebe (ATREA) Projekt uri icon

Hauptsprache

  • eng

Interdisziplinäres Projekt

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Internationale Kooperation

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Projektname

  • Additive Fertigung von Tragstrukturen für ressourceneffiziente elektrische Hochdrehzahl-Asynchronantriebe (ATREA)

ZAFT-Anbindung

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Beschreibung

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    Ziel des FuE-Vorhabens ATREA ist die Ausweitung des Einsatzes von energieeffizienten und robusten Asynchronmaschinen auf den Bereich schnelldrehender elektrischer Antriebe, vorzugsweise für den Anwendungsfall elektrische Fahrzeugantriebe. Dafür sollen Verfahren der additiven Fertigung von festigkeitssteigernden Tragstrukturen mit der Technologie des  Kupferdruckgusses von Käfigläufern für Asynchronmaschinen kombiniert werden. Kerngedanken sind zum einen das Eingießen von additiv gefertigten, festigkeitssteigernden Strukturen in den Kurzschlussring und zum anderen das Angießen des Kurzschlussringes an einen mittels additiver Verfahren strukturierten Läuferkörper. Hierfür sind geeignete Materialkombinationen aus metallischem 3D-Druck und Kupferdruckguss hinsichtlich ihrer Struktur, physikalischer und technologischer Eigenschaften zu qualifizieren. Dabei müssen neben den strukturmechanischen Grenzen auch die Anforderungen hinsichtlich der elektromagnetischen Materialeigenschaften (insbesondere Magnetisierbarkeit, elektrische Leitfähigkeit) im Aktivteil der E-Maschine Berücksichtigung finden. Auf Basis von Voruntersuchungen an Materialproben sind geeignete Rotorgeometrien mit Tragstrukturen im Kurzschlussring sowie am Läuferkörper auszulegen und unter elektromagnetischen sowie strukturmechanischen Gesichtspunkten zu optimieren. Die Wirksamkeit der festigkeitssteigernden Maßnahmen wird durch die elektromagnetische und mechanische Prüfung von Läuferprototypen unter Einsatzbedingungen validiert. Die durch die gesamtheitliche Betrachtung der Technologiefelder additive Fertigung und Gießereitechnik erreichbaren Synergieeffekte ermöglichen aufgrund der höheren Drehzahlfestigkeit eine deutliche Steigerung der Leistungsdichte elektrischer Fahrzeugantriebe und damit einhergehend eine Verringerung des Materialeinsatzes. Sowohl bei der Herstellung als auch beim Betrieb lässt sich damit Energie sparen, die eingesetzten Ressourcen können nahezu vollständig recycelt werden.

Datum/Uhrzeit-Intervall

  • November 1, 2021 - Oktober 31, 2024

Drittmittel

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Industrie

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Privat

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Öffentlich

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