30/10/2025
A kedvezményezett neve:
TCT HUNGARY Kereskedelmi és Szolgáltató Korlátolt Felelősségű Társaság
A projekt címe:
Állandó mágneses szinkron motorok hatásfokának optimalizálása additív gyártás segítségével
A szerződött támogatás összege:
176 231 650 Ft
A támogatás mértéke:
68 %
A projekt tartalmának bemutatása:
A projekt során a legkorszerűbb elektromos motorokban alkalmazott állandó (szuper) mágnesek tervezési és gyártási folyamat optimalizálását, valamint az állandó mágneses villanymotorok hatékonyságának növelését tűztük ki célul, melyet az additív gyártás kínálta lehetőségek biztosította innovatív eljárással és az ehhez kapcsolódó modern, digitális eszközökkel kívánunk elérni.
Végső célunk egy olyan piacképes villanymotor család és tervezési, gyártási módszertan létrehozása, mely megadott paraméterek mentén optimalizált szerkezettel, fém nyomtatott mágnesekkel működik, fém nyomtatási eljárással készült fejlett hűtésű házzal rendelkezik. Ezt egészíti ki egy olyan önállóan is használható tervező algoritmus, mellyel a villanymotor kialakítása bizonyos szempontok mentén, generatív tervezéssel optimalizálható.
Az állandó mágneses szinkronmotorok nagyon nagy energiasűrűségű motorok, alkalmasak szervomotornak, tehát nagy teljesítmény leadására, de rövid üzemre, vagy kisebb teljesítményen tartós üzemre is. Jellemző felépítésük egyszerű, áll egy csapágyazott tengelyből melyen a lemezekből összefogott forgórész található, amiben az állandó mágnesek kapnak helyet. Ezt veszi körül az állórész lemezcsomagja a réz vezető tekercseléssel és az egészet a motor háza fogja össze. A konstrukció egyszerű gépészeti kialakítást igényel, ugyanakkor szükség van a nagy fluxussűrűségű ritka földfém (NdFeB) anyagú mágnesekre, melyek jelentős költséghányadát képviselik egy ilyen villanymotor előállításának. A jelenleg használt mágnes gyártási technológiák jellemzően hasáb, henger, gyűrű alakú mágnesek előállítására alkalmasak A motorok kapcsán használt hasábalak messze nem optimális: rögzítése nehéz, mágneses fluxusvesztesége jelentős a forgórész fém lemezeinek rövidzárása miatt. Ez az a pont, ahol az additív gyártás jelenti a további fejlődés lehetőségét. Az additív gyártás, vagyis 3D nyomtatás alkalmas szinte bármilyen geometriájú mágnes legyártására. Megvalósítható az optimális mágnesalak, mely az állandó mágneses szinkronmotor tulajdonságait, úgy mint hatásfok, nyomatékhullámosság, zaj nagy mértékben javítja. Másodsorban a hatékony mágneses tervezésnek és mágneskialakításnak köszönhetően a berendezés előállítási költsége, a fajlagos anyagigény a ritka földfémek fele csökken, mely a fenntarthatóságot is megalapozza. Egy ilyen mágnesalakot a TCT Hungary Kft. P210006 számmal és „Egyedi geometriájú állandó mágnes, fémporból additív gyártástechnológiával készítve, állandómágneses szinkron villanymotorok forgórészéhez”, címmel oltalomként jegyez.
A ritka földfém mágnesek (NdFeB) és a nagy energiasűrűségű villanymotorok kardinális kérdése a megfelelő hűtés. A mágnesek és a motor élettartama, hatásfoka a melegedés hatására jelentősen csökken. A mágneses optimalizációt csak úgy érdemes elvégezni és kivitelezni, ha a motor hűtését is figyelembe vesszük. Erre szintén az additív gyártás, a 3D fém nyomtatás kínál jó megoldást, mivel mint a léghűtéses, mind a folyadék hűtéses köpeny, vagyis motor burkolat az igényeknek megfelelően, hatékonyan kialakítható. A forma követő hűtőcsatornák, a vékony lamellás, zárt hőleadó felületek, alkatrészek számának csökkentése, változó falvastagság mind olyan lehetőség, amely a hagyományos, pl. nyomásos öntési vagy forgácsolási megmunkálások során nem megvalósítható.
Projektünk során egy komplex, innovatív állandó mágneses szinkron villamos motor fejlesztői környezetet hozunk létre, mely segítségével az igényelt motor egyes tulajdonságai szerint optimalizálhatunk a tervezés során. Ehhez kísérletek és fejlesztést végzünk 3D fémnyomtatókkal és ritka földfém por alapanyagokkal. Meghatározzuk a technológiai paramétereket, kifejlesztjük a gyártástechnológiát, és bebizonyítjuk az additív gyártás előnyeit és hatékonyságát.
A projekt eredményeként létrejön egy olyan eszköztár, melyek részenként és egyben is jól értékesíthetők akár licensz, akár szolgáltatás, akár legyártott alkatrész formájában.
A GINOP_PLUSZ-2.1.1-21-2022-00140 az Európai Unió támogatásával, a magyar állam társfinanszírozásával valósult meg.
A projekt tényleges befejezési dátuma:
2025.06.30.
Projekt azonosító száma:
GINOP_PLUSZ-2.1.1-21-2022-00140
