CN111193340B - 电机的添加式形成的转子部件以及形成方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种形成要在电机中使用的转子的部件的结构和方法。形成的转子部件可以包括转子组件或转子轴。转子组件可包括围绕转子芯间隔开的多个极。多个极可以包括极靴或极本体。可以导致包括支撑结构的一体结构的准叠片可以用于形成极靴或极本体的全部或一部分。

Description

电机的添加式形成的转子部件以及形成方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年11月15日提交的美国专利申请No.16/192,143的优先权和权益，其全部内容合并于此。

技术领域

本公开大体涉及形成用于转子的部件，并且更具体地，涉及添加式地形成电机的转子的部件。

背景技术

在能量转换中使用诸如电动机或发电机的电机。这种电机可以包括定子和转子。转子可以相对于定子旋转以产生电能，或者可以由于改变定子绕组中感应的磁场而相对于定子旋转。作为非限制性示例，这种电机可以包括在燃气涡轮发动机中。

发明内容

本公开的各方面涉及一种电机的转子组件和一种制造方法，该转子组件包括转子芯，多个极，多个极围绕转子芯间隔开，多个极中的每个极具有从转子芯朝向限定弯曲的周边表面的极靴延伸的极本体。极靴或极本体中的至少一个的至少一部分包括准叠片(quasi-lamination)，准叠片沿着极靴或极本体中的至少一个的至少一部分的轴向长度的至少一部分限定。

附图说明

在附图中：

图1示意性地示出了根据本文公开的方面的电机的转子组件。

图2示意性地示出了图1的转子组件的极，为清楚起见，转子组件的所有其他部分被移除。

图3示意性地示出了图2的极的俯视图。

图4示意性地示出了根据本文公开的另一方面的由支撑结构限定的空隙。

图5示出了制造电机的转子的方法。

具体实施方式

制造电机或部件的常规方法因而可以包括，例如，将叠片冲压，冲裁或切割以成形，将氧化的叠片堆叠以形成转子芯，由绝缘电线制成的绕组线圈，将槽衬里和线圈插入到转子芯的槽中，在槽的顶部滑动槽楔，形成端匝，将转子芯收缩/装配到预加工的轴上，以及然后执行最终加工。因此，尽管这样的方法可以用于形成令人满意的电机和部件，但是这样的方法在技术上可能是复杂的，低效的和昂贵的。

因此，解决上述一个或多个挑战的制造电机的改进方法是有用的。本公开涉及一种使用准层压或准层状结构形成电机的转子组件的至少一部分的方法。将在涡轮发动机发电机的背景下描述本公开的方面。然而，本公开内容不限于此，并且本文描述的方面可以具有一般适用性，包括可以在任何合适的移动和非移动工业，商业和住宅应用中使用电机。

如本文所使用的，术语“添加式地制造”或“增材制造技术或处理”通常是指如下的制造处理：其中连续的材料层提供在彼此之上以逐层“构建”三维部件。连续层通常熔融在一起以形成整体的一体部件，其可以具有各种整体的子部件。

根据本公开的合适的增材制造技术包括，例如，熔融沉积建模(FDM)，选择性激光烧结(SLS)，诸如通过喷墨和激光喷射的3D打印，立体光刻(SLA)，直接选择性激光烧结(DSLS)，电子束烧结(EBS)，电子束熔化(EBM)，激光工程净成形(LENS)，激光净成形制造(LNSM)，直接金属沉积(DMD)，数字光处理(DLP)，直接选择性激光熔化(DSLM)，选择性激光熔化(SLM)，直接金属激光熔化(DMLM)和其他已知处理。

除了使用直接金属激光烧结(DMLS)或直接金属激光熔化(DMLM)处理(其中使用能量源来选择性地烧结或熔化一部分粉末层)之外，应当理解，根据本公开的替代方面，增材制造处理可以是“粘合剂喷射”处理。在这方面，粘合剂喷射涉及以与上述类似的方式连续沉积添加剂粉末的层。然而，代替使用能量源产生能量束以选择性地熔化或熔融添加剂粉末，粘合剂喷射涉及将液体粘合剂选择性地沉积在粉末的每一层上。液体粘合剂可以是例如光固化聚合物或另一种液体结合剂。其他合适的增材制造方法和变型旨在落入本主题的范围内。

另外，本领域的技术人员将理解，可以使用多种材料和用于结合这些材料的方法，并且这些材料和方法被认为在本公开的范围内。如本文所使用的，对“熔融”的提及可以指用于产生由任何以上材料形成的结合层的任何合适的处理。例如，如果物体是由聚合物制成的，则熔融可指在聚合物材料之间建立热固性结合。如果物体是环氧树脂，则可以通过交联处理形成结合。如果材料是陶瓷，则可以通过烧结结合形成结合。如果材料是粉末金属，则可以通过熔化或烧结结合形成结合。本领域的技术人员将理解，通过增材制造来熔融材料以制造部件的其他方法也是可行的，并且当前公开的主题可以通过那些方法来实践。

另外，本文公开的增材制造处理允许单个部件由多种材料形成。因此，本文描述的部件可以由以上材料的任何合适的混合物形成。例如，部件可以包括使用不同的材料，处理或在不同的增材制造机器上形成的多层，分段或零件。以这种方式，可以构造具有不同材料和材料特性的部件，以满足任何特定应用的需求。另外，尽管本文所述的部件完全由增材制造处理构造而成，但是应当理解，在本公开的其他方面，这些部件的全部或一部分可以经由铸造，机械加工或任何其他合适的制造处理来形成。实际上，材料和制造方法的任何合适的组合可以用来形成这些部件。

现在将描述示例性增材制造处理。增材制造处理使用部件的三维(3D)信息(例如三维计算机模型)来制造部件。因此，可以在制造之前定义部件的三维设计模型。在这方面，可以扫描部件的模型或原型以确定部件的三维信息。作为另一个示例，可以使用适当的计算机辅助设计(CAD)程序来构造部件的模型，以定义部件的三维设计模型。

设计模型可以包括部件的整个构造的3D数字坐标，部件的整个构造包括部件的外表面和内表面。例如，设计模型可以定义本体，表面和/或内部通道，例如通道，空隙，支撑结构等。在一个示例性非限制性示例中，三维设计模型例如沿着部件的中心(例如竖直)轴线或任何其他合适的轴线被转换成多个切片或分段。每个切片可以为切片的预定高度限定部件的薄截面。多个连续的截面切片一起形成3D部件。然后逐个切片或逐层地“构建”部件，直到完成。

以这种方式，可以使用添加式处理来制造本文所述的部件，或更具体地，例如通过使用激光能量或热量使塑料熔融或聚合或通过烧结或熔化金属粉末来连续地形成每个层。例如，特定类型的增材制造处理可以使用能量束(例如，电子束或电磁辐射，例如激光束)来烧结或熔化粉末材料。可以使用任何合适的激光器和激光器参数，包括关于功率，激光束光斑大小和扫描速度的考虑。可以由为特别是在高温下增强强度，耐用性和使用寿命而选择的任何合适的粉末或材料形成构建材料。

每个连续层可以例如在大约10μm和200μm之间，但是根据本公开的替代方面，可以基于任何数量的参数选择厚度并且厚度可以是任何合适的尺寸。因此，利用上述添加式形成方法，本文所述的部件可具有与在添加式形成处理期间利用的相关粉末层的一个厚度(例如10μm)一样薄的横截面。

另外，利用添加式处理，部件的表面光洁度和特征可以根据需要根据应用而变化。例如，可以通过在添加式处理期间，特别是在截面层的周边(其对应于零件表面)选择适当的激光扫描参数(例如，激光功率，扫描速度，激光焦点尺寸等)来调整表面光洁度(例如，使其更平滑或更粗糙)。例如，可以通过提高激光扫描速度或减小所形成的熔池的尺寸来获得更粗糙的光洁度，并且可以通过降低激光扫描速度或增大所形成的熔池的尺寸来获得更平滑的光洁度。也可以更改扫描图案或激光功率以更改选定区域的表面光洁度。

值得注意的是，在示例性非限制性示例中，由于制造限制，本文所述的部件的若干特征以前是不可能的。然而，本发明人有利地利用增材制造技术中的最新进展来开发大体根据本公开的这种部件。尽管本公开一般不局限于使用增材制造来形成这些部件，但是增材制造确实提供了多种制造优势，包括制造容易，成本降低，准确性更高等。

所有方向参考(例如，径向，轴向，近侧，远侧，上，下，向上，向下，左，右，侧向，前，后，顶部，底部，上方，下方，竖直，水平，顺时针，逆时针，上游，下游，前向，后向，中心等)仅用于识别目的，以帮助读者理解本公开，并且不产生限制，特别是对于本文描述的公开内容的方面的位置，取向或使用。除非另有说明，否则连接参考(例如，附接，联接，连接和接合)将被广义地解释，并且可包括元件集合之间的中间构件以及元件之间的相对运动。这样，连接参考不一定推断出两个元件直接连接并且彼此成固定关系。示例性附图仅出于说明的目的，所附附图中反映的尺寸，位置，顺序和相对大体可以变化。

本公开的各方面可以在使用电动机的任何环境中实现，而不管电动机是提供驱动力还是发电。为了描述的目的，这种电动机通常将被称为电机，电机组件或类似的语言，这是为了阐明一种或多种定子/转子组合可以包括在电机中。尽管该描述主要针对提供发电的电机，但是其也适用于提供驱动力的电机或同时提供驱动力和发电的电机。此外，尽管本描述主要针对飞行器环境，但是本公开的方面可适用于使用电机的任何环境。因此，对预期环境的简要概述应有助于更全面的理解。

尽管将描述“一组”或“多个”各种元件，但应理解，“一组”或“多个”可包括任何数量的相应元件，包括仅一个元件。

图1示意性地示出了示例性转子组件10，该示例性转子组件10可以以非限制性示例的方式在任何合适的电机中使用，并且包括本公开的有益方面。转子组件10可包括转子芯12和多个极14，多个极14是转子芯12的一部分并且从其中心部分延伸。虽然以非限制性示例的方式示出为具有四个极，但是可以想到，多个极14可以包括围绕转子芯12间隔开的任意数量的极。为了清楚起见，仅示出了四个极14，将理解的是许多极(作为非限制性示例，包括二十个极)可以用于转子芯12上。应当理解，虽然转子芯12和多个极14用不同的数字标识，但这是为了清楚起见而指定的，并且转子芯12和多个极14例如是通过增材制造而一体形成的，以形成整体。

转子轴16也可以与转子芯12一体地形成。作为非限制性示例，可以使用增材制造来打印转子轴16的至少第一部分18。进一步预期，转子轴16的至少第二部分19可以在转子芯12内居中地形成。可替代地，仅转子芯12的一部分和转子轴16可以一体地形成为整体。

多个极14中的每个极可包括从转子芯12朝向极靴22延伸的极本体20。通过在极靴22的外边缘28处在圆周方向C上限定弯曲的周边表面26。每个极靴22沿着轴向方向A在第一端30和第二端32之间延伸。如本文所用，术语“轴向”或“轴向地”是指沿着纵轴的尺寸，如作为非限制性示例示出的那样，是沿着设置在转子组件10内的转子轴16的中心纵轴X的轴向方向A的尺寸。

齿40可以一体地形成在极靴22中。外边缘28可以至少部分地限定齿40。可以在相邻的齿40之间限定间隙42。齿40和间隙42可以沿着径向方向R形成在第一端30和第二端32之间。图1中的径向方向R的图示是径向方向的非限制性示例。如本文中所使用的，术语“径向”或“径向地”是指在中心纵轴X，外圆周或外边缘28，或布置在其上的圆形或环形部件(例如但不限于弯曲的周边表面26)之间延伸的尺寸。间隙42可以保持阻尼条(未示出)，阻尼条和两个端环(未示出)形成阻尼绕组，以帮助电机的发电机的动态性能并且屏蔽谐波进入芯中。通常，阻尼条和端环由铜制成。

转子槽50可位于围绕转子芯12间隔开的多个极14中的两个之间。转子槽50可以径向地延伸到极本体20的一部分中，使得极本体20的该部分部分地限定转子槽50。转子槽50可位于极靴22的至少一部分下方并由其限定。如由极本体20和极靴22的至少一部分所限定的，转子槽50可以在基本上正交于轴向方向A的方向上延伸到转子组件10中。

冷却管54可以一体地形成通过转子芯12的部分。可以通过增材制造将冷却管54打印在转子芯12的每一层中。冷却管54可以限定冷却孔56。打印如图1所示的由冷却管54限定的冷却孔56，使得从轴向立体视图观察时，每个冷却孔56具有泪滴形横截面。冷却管54可以靠近转子槽50。冷却管54相对于转子槽50的位置可有助于冷却可插入转子槽50中的转子绕组(图1中未示出)。

图2示意性地示出了转子组件10的多个极14中的一个。图2所示的极14a进一步阐明了从极本体20延伸的极靴22的结构。如所讨论的，转子组件10可以使用增材制造来一体地形成，使得转子组件10可以通过铺设叠层来形成。极靴22和极本体20的部分可以分层，以使极靴22的一体形成包括齿40，齿40通过在叠层58中打印材料或不存在材料来限定间隙42。叠层58是可以使用增材制造以相对于轴向方向A相对正交的图案打印的叠层的非限制实例。叠层58的厚度可基于打印的转子组件10的部件的材料和设计而变化。还应理解，尽管术语层在本文中被使用，但是该层不必是均匀的并且层不必是完全分离的。以这种方式，可以在极靴22内在第一叠片70和第二叠片80之间形成一组支撑结构60。

更具体地，极靴22内的一组支撑结构60可以由增材制造处理产生。以这种方式，本公开的各方面实际上使用准叠片来形成极靴22。作为非限制性示例的方式，准叠片的示例可以包括所示的沿着第一轴向长度72延伸的第一叠片70，沿着第二轴向长度82延伸的第二叠片80以及一组支撑结构60。第二轴向长度82与第一轴向长度72间隔中间轴向长度64。一组支撑结构60横跨中间轴向长度64。以这种方式，该组支撑结构60将第一叠片70和第二叠片80连结，使得它们形成一系列准叠片和一体结构90。重复叠片层和支撑结构层的图案可以导致沿着极靴22或极本体20中的至少一个的至少一部分的轴向长度的至少一部分限定的准叠片。轴向长度可以从第一端30到第二端32。

空隙62可以由一组支撑结构60中的两个相邻的支撑结构限定。限定空隙62的一组支撑结构60中的相邻支撑结构可在径向方向R上延伸到转子芯12中。

第一径向位置94可以位于弯曲的周边表面26处。可以想到的是，这组支撑结构60和空隙62可以在径向方向R上朝向转子芯12延伸通过极靴22的至少一部分；终止于第二径向位置96。因此，该组支撑结构60和空隙62可以从第一径向位置94径向延伸到第二径向位置96。

可以在极14内限定孔92。孔92可在可基本垂直于径向方向R和轴向方向A的相对的周向方向C上延伸通过极14a。孔92可以与一组或多组支撑结构60相交。孔92和一组支撑结构60的相交的位置可以在第二径向位置96处。

替代地或附加地，孔92可以在除了第二径向位置96之外的位置处与该组支撑结构60和空隙62相交。可以预期，孔92可以在任何位置或方向上与该组支撑结构60和空隙62相交。进一步预期，极14a可包括通过该组支撑结构60的一个以上的孔92。在非限制性示例中，孔92不穿透或破坏转子轴16的任何部分。在另一个非限制性示例中，孔92不穿透或破坏间隙42的任何部分。在又一个非限制性示例中，孔92不穿过径向定位的冷却管。

图3示出了极14a的俯视图。极14a的俯视图为一组支撑结构60提供了更多细节，该组支撑结构60限定了空隙62，其可以由一体结构90的准叠片成形而产生。

准叠片可以包括非均匀分配的材料的叠层，其形成在均匀分配的材料的叠层之间，使得这些层连接起来的，而不是间隔开的。例如，作为非限制性说明，第一叠片70可包括均匀分配的材料的叠层。第一叠片70的均匀分配的材料的叠层铺设了第一轴向长度72。

一组支撑结构60可以由非均匀分配的材料的叠层限定。在非均匀分配的材料层中，可能会有接收材料的位置和不接收材料的位置。第一拱形部66可以由在非均匀分配的材料的叠层中接收材料的位置产生。第一拱形部66与第一叠片70一体地形成。可选地，第一拱形部66可以大约是中间轴向长度64的一半。

第二拱形部68可以由在非均匀分配的材料的叠层中接收材料的位置产生。第二拱形部68与第一拱形部66一体形成。第一拱形部66和第二拱形部68限定了横跨中间轴向长度64的一组支撑结构60。

作为非限制性示例，将一组支撑结构60示为圆形。由一组支撑结构60中的两个相邻的支撑结构限定的空隙62可以在准叠片期间被形成，作为在非均匀分配的材料的叠层中不接收材料的位置。作为非限制性示例，空隙62被示出为基于限定空隙62的一组支撑结构60中的两个相邻的支撑结构的圆形的圆。

第二叠片80可以包括均匀分配的材料的叠层，该叠层一体地形成于第二拱形部68，并且可以延伸第二轴向长度82。

作为另外的非限制性示例，左支撑结构67和右支撑结构69可以替代地形成该组支撑结构60中的两个相邻的支撑结构。在所示的示例中，左支撑结构67和右支撑结构69横跨中间轴向长度64。左支撑结构67由跨越第一弧73和第二弧74之间的预定距离的本体限定。第一弧73和第二弧74基本正交于第一叠片70和第二叠片80。右支撑结构69由跨越第三弧76和第四弧77之间的预定距离的本体限定。第三弧76和第四弧77基本上正交于第一叠片70和第二叠片80。左支撑结构67和右支撑结构69的两个本体都横跨在第一叠片70和第二叠片80之间。左支撑结构67和右支撑结构69的放置有效地在其间形成空隙63。空隙63的形状类似于空隙62，尽管不必如此。与上述支撑结构一样，左支撑结构67和右支撑结构69与第一叠片70和第二叠片80一体形成，以形成准叠片。

作为非限制性示例，一组支撑结构60的中间轴向长度64可以最大为0.005英寸(0.127毫米)或更小。第一叠片70的第一轴向长度72可以最大为0.030英寸(0.762毫米)或更小。第二叠片80的第二轴向长度82可以为0.030英寸(0.762毫米)或更小。

预期的是，第一叠片70或第二叠片80的至少一部分可以由非均匀分配的材料的叠层形成。进一步预期，第一叠片70，一组支撑结构60或第二叠片80的厚度或形状可以变化。

图4示出了根据本文公开的另一方面的极114a的俯视图。极114a与极14a基本相似。因此，将用增加100的相似数字来标识相似的部分，应该理解，除非另外指出，否则极14a的相似部分的描述适用于极114a。

作为非限制性示例，一组支撑结构160被示为椭圆形。作为非限制性示例，类似地示出了由一组支撑结构160中的两个相邻的支撑结构限定的空隙162为椭圆形。可替代地，该组支撑结构160可以是菱形或任何其他规则或不规则形状或可以等效地执行的任何形状。类似地，空隙162可以具有菱形的形状，或者任何其他规则或不规则形状，或者可以等效地执行的任何形状。进一步预期，一组支撑结构160可以具有可以在支撑之间变化的各种形状。

作为非限制性示例，一组支撑结构160的中间轴向长度164可以是0.005英寸(0.127毫米)或更小。第一叠片170的第一轴向长度172可以为0.030英寸(0.762毫米)或更小。第二叠片180的第二轴向长度182可以为0.030英寸(0.762毫米)或更小。

可以预期，由一组支撑结构160在轴向方向A上限定的中间轴向长度164可以根据设计而变化。虽然示出为非常薄，但是还可以预期，一组支撑结构160的厚度，出现频率和形状也可以在任何方向上变化。类似地，可以预期的是，第一叠片170或第二叠片180可以具有变化的厚度和形状。

图5描绘了用于说明制造电机的转子组件10的方法200的流程图。作为非限制性示例，成形加工可以包括铸造，增材制造或电火花加工(EDM)中的一种或多种。作为非限制性示例，增材制造可以包括快速成型，选择性激光烧结或打印。作为非限制性实例，打印可包括直接金属激光熔化。

可选地，在202处，形成转子轴16的至少一部分。作为非限制性示例，转子轴16的至少一部分可被逐层打印，直到达到预定的转子轴设计或高度。在202处，转子轴16的至少一部分的打印可以在转子组件10的部分的任何其他成形之前，同时或之后进行。可以想到，转子轴16的第一部分18可以由钢合金打印，例如包含镍，铬或钼中的至少一种的#4340钢合金。可以在不背离本公开的范围的情况下使用其他合适的材料。

在204处，形成转子芯12的中心部分。作为非限制性示例，转子芯12可被逐层打印，直到达到预定的转子芯设计，高度或半径。作为非限制性示例，预定的转子芯设计可以包括在204处打印冷却管54作为转子芯12的一部分。冷却管54可以打印在转子芯12的每一层中。在204处，预期的是，预定的转子芯设计可以包括打印通过转子芯12的转子轴16的转子轴部分。以这种方式，在202和204处的打印可以同时发生。

转子芯12可以使用例如铁钴钒软磁合金来打印。可以在不背离本公开的范围的情况下使用其他合适的材料。可选地，在204处，转子芯12的中心部分的打印可以包括对转子芯12进行清漆。

在206处，转子组件10的极部分形成为围绕转子芯12的中心部分间隔开。作为非限制性示例，多个极14可以被打印直到达到预定的多个极设计或高度。在206处的多个极的打印可以在204处的转子芯12的打印或202处的转子轴16的至少一部分的打印之前，同时或之后进行。尽管已经顺序地示出了在204和206处的打印，但是应当理解，由于转子芯12和多个极14在同一打印平面上，因此它们最有可能同时被打印。

预定的多个极设计的非限制性示例可包括多个极14中的每个具有在径向方向R上从转子芯12朝向极靴22延伸的极本体20。如上所述，使用准叠片打印极靴22或极本体20的至少一部分。准叠片可用于形成预定的多个极设计，该设计可包括形成在极靴22中的齿40和间隙42。另外，准叠片可用于在极靴22或极本体20的至少一部分内形成一体结构90。一体结构90包括第一叠片70，一组支撑结构60和第二叠片80。

作为非限制性示例，准叠片可以包括第一叠片70。可以使用均匀分配的材料的叠层来打印第一叠片70。均匀分配的材料叠层经由增材制造被打印或以其他方式形成第一轴向长度72，以形成第一叠片70。

一旦形成第一叠片70，就可以使用非均匀分配的材料的叠层继续打印以形成一组支撑结构60。可以通过第一拱形部66的打印来开始经由增材制造打印或以其它方式形成该组支撑结构60。第一拱形部66可以由在非均匀分配的材料的叠层中接收材料的位置产生。第一拱形部66与第一叠片70一体地形成。可选地，第一拱形部66可以大约是中间轴向长度64的一半。

通过将非均匀分配的材料的叠层添加到完成的第一拱形部66，类似地形成第二拱形部68。第一拱形部66和第二拱形部68限定了横跨中间轴向长度64的一组支撑结构60。

由一组支撑结构60限定的空隙62可以在准叠片期间被形成，作为在非均匀分配的材料的叠层中不接收材料的位置。替代地，可以使用EDM在准叠片中形成由一组支撑结构60限定的空隙62。

第二叠片80可以经由增材制造被打印或以其他方式形成到一组支撑结构60，作为延伸第二轴向长度82的均匀分配的材料的叠层。

准叠片允许第一叠片70，一组支撑结构60和第二叠片80形成一体结构90。使用准叠片形成的一体结构90可以在径向方向R上延伸通过整个极靴22和极本体20的一部分。

在该处理完成之后，第二叠片80的远端可以成为新的第一叠片的开始，并且该处理可以重复进行直至达到所需的长度。以这种方式，一体结构90可以由多层准叠片形成，在叠片“层”之间具有一组支撑结构。

替代地，可以以任何期望的图案打印另外的叠片层和支撑结构层，其中层不限于仅提供叠片或支撑结构。作为非限制性示例，第一叠片70的第一轴向长度72可以大于第二叠片80的第二轴向长度82。另一个非限制性示例可以包括一组支撑结构60的形状的变换。即，一体结构90可以包括由一组支撑结构60限定的圆形和椭圆形空隙62，或者可以以任何合适的方式间隔开或交错。

还可以预期，绝缘材料可以被打印到空隙63或空隙62、162的至少一部分中。附加地或替代地，在形成，打印或以其他方式制造一组支撑结构60中的一个或多个之后，可以将绝缘材料添加到空隙63或空隙62、162的至少一部分。

可以在206处使用例如铁钴钒软磁合金形成多个极14。可以在不背离本公开的范围的情况下使用其他合适的材料。

附加地或替代地，在206处打印多个极可以包括直接金属激光熔化。可选地，在206处，多个极14的打印可以包括对多个极14进行清漆。

在204处形成转子芯12或在206处形成多个极14可以导致在多个极14中的每一个之间形成转子槽50。

使用本文提供的公开内容，本领域普通技术人员将理解，可以在不背离本公开内容的范围的情况下以各种方式对本文公开的方法200进行改编，扩展，修改，省略，同时执行和/或重新布置。。

本公开的各方面提供了多种益处。形成金属层压体的传统方法，例如轧制和冲压，在层压体的厚度上有固有的变化，例如百分之十，当由多个层压体形成堆叠层时，这会导致部件长度不均匀。包含准叠片可以减少差异。还可以设想，与包括在每个叠层中均匀分配材料的设计相比，准叠片所需的材料更少。这可以在制造处理中节省成本或时间。

利用增材制造方法，甚至多零件的部件也可以形成为连续金属的单构件，并且因此与现有设计相比，可以包括更少的子部件和/或接头。通过增材制造将这些多零件的部件整体形成可以有利地改善整个组装过程。例如，整体形式减少了必须组装的独立零件的数量，从而减少了相关的时间和总体组装成本。另外，可以有利地减少例如泄漏，分开的零件之间的接头质量以及整体性能等现有问题。

本文所述的增材制造方法使得本文所述的部件的形状和轮廓更为复杂和错综。例如，这样的部件可以包括准叠片，准叠片可以包括通过支撑结构连接的叠层。制造处理的连续累加特性使这些新颖特征得以构建。结果，本文描述的部件可以表现出改进的性能和可靠性。

虽然已知极靴的齿之间限定的间隙有助于减小涡流，但是由通过使用准叠片形成的支撑结构限定的空隙进一步限制了涡流。包括间隙和空隙两者的设计可以减少涡流损耗，并减少在利用转子芯的电机运行过程中的下沉效应(sink effect)。

在未描述的程度上，各个方面的不同特征和结构可以根据需要彼此组合使用。一个特征不能在所有方面中都示出并不意味着解释为其不能有，而是为了描述简洁这样做。因此，不管是否明确地描述了新示例，可以根据需要混合和匹配不同方面的各种特征，以形成新示例。本文所描述的特征的组合或变换被本公开覆盖。

该书面描述使用示例来公开本发明的各个方面，包括最佳模式，并且还使本领域技术人员能够实践本发明的各个方面，包括制造和使用任何设备或系统以及执行任何合并的方法。本发明的专利范围由权利要求书限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这样的其他示例具有与权利要求的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言没有实质性差异的等效结构元件，则这些其他示例意图落入权利要求的范围内。

本发明的进一步方面通过以下条项的主题提供：

1.一种制造电机的转子组件的方法，该方法包括：形成转子芯；和形成多个极，多个极围绕转子芯间隔开，多个极中的每个极具有从转子芯朝向限定弯曲的周边表面的极靴延伸的极本体；其中形成多个极中的至少一个极的至少一部分包括形成准叠片，准叠片包括沿着第一轴向长度延伸的第一叠片，沿着第二轴向长度延伸的第二叠片和一组支撑结构，并且其中第二轴向长度与第一轴向长度间隔中间轴向长度，并且一组支撑结构横跨中间轴向长度，其中至少每个极包括一体结构。

2.根据条项1所述的方法，其中一组支撑结构在一体结构内限定一组空隙。

3.根据条项2所述的方法，其中一组空隙中的至少一个空隙是圆形，椭圆形或菱形中的至少一个。

4.根据任一前述条项所述的方法，其中形成一组支撑结构包括增材制造轴向长度最大为0.005英寸(0.127毫米)或更小的支撑结构，并且其中第一叠片和第二叠片为0.030英寸(0.762毫米)或更小。

5.根据任一前述条项所述的方法，其中形成多个极包括直接金属激光熔化，增材制造或电火花加工。

6.根据任一前述条项所述的方法，其中形成转子芯进一步包括经由直接金属激光熔化，增材制造或电火花加工来形成冷却管，作为转子芯的一部分。

7.一种制造电机的转子组件的方法，该方法包括：增材制造转子芯；和增材制造多个极，多个极围绕转子芯间隔开，多个极中的每个极具有从转子芯朝向限定弯曲的周边表面的极靴延伸的极本体；其中，增材制造极靴或极本体中的至少一个的至少一部分包括准叠片，准叠片包括沿着第一轴向长度延伸的第一叠片，沿着第二轴向长度延伸的第二叠片和一组支撑结构，并且其中第二轴向长度与第一轴向长度间隔中间轴向长度，并且一组支撑结构横跨中间轴向长度，其中至少每个极包括一体结构。

8.根据任一前述条项所述的方法，其中一组支撑结构在一体结构内限定空隙。

9.根据任一前述条项所述的方法，其中增材制造一组支撑结构包括增材制造圆形，椭圆形或菱形中的至少一个。

10.根据任一前述条项所述的方法，其中增材制造一组支撑结构包括增材制造轴向长度最大为0.005英寸(0.127毫米)或更小的支撑结构，并且其中第一叠片和第二叠片为0.030英寸(0.762毫米)或更小。

11.根据任一前述条项所述的方法，其中增材制造转子芯进一步包括增材制造冷却管，作为转子芯的一部分。

12.根据任一前述条项所述的方法，其中增材制造转子芯包括对转子芯进行清漆。

13.根据任一前述条项所述的方法，进一步包括增材制造转子轴的第一部分。

14.根据任一前述条项所述的方法，其中转子轴的第一部分使用第一材料来增材制造，并且其中用于形成转子芯的至少一部分的准叠片使用第二材料来增材制造，第二材料与第一材料不同。

15.根据任一前述条项所述的方法，其中增材制造多个极包括打印多个极。

16.根据任一前述条项所述的方法，其中增材制造多个极包括直接金属激光熔化。

17.一种电机的转子组件，包括：转子芯；和多个极，多个极围绕转子芯间隔开并且与转子芯一体地形成，多个极中的每个极具有从转子芯朝向限定弯曲的周边表面的极靴延伸的极本体；其中极靴或极本体中的至少一个的至少一部分包括准叠片，准叠片沿着极靴或极本体中的至少一个的至少一部分的轴向长度的至少一部分限定。。

18.根据任一前述条项所述的转子组件，其中准叠片包括一体结构，一体结构包括沿着第一轴向长度延伸的第一叠片，沿着第二轴向长度延伸的第二叠片以及一组支撑结构，其中第二轴向长度与第一轴向长度间隔中间轴向长度，并且一组支撑结构横跨中间轴向长度。

19.根据任一前述条项所述的转子组件，其中一组支撑结构在一体结构内限定空隙。

20.根据任一前述条项所述的转子组件，其中一组支撑结构限定包括圆形，椭圆形或菱形中的至少一个的空隙。

21.根据任一前述条项所述的转子组件，其中一组支撑结构的轴向长度最大为0.005英寸(0.127毫米)或更小。

22.根据任一前述条项所述的转子组件，其中第一轴向长度或第二轴向长度中的至少一个最大为0.030英寸(0.762毫米)或更小。

23.根据任一前述条项所述的转子组件，其中第一叠片，第二叠片以及一组支撑结构的一体结构从极靴的第一端延伸至极靴的第二端。

24.根据任一前述条项所述的转子组件，其中极靴进一步包括齿和间隙，齿和间隙形成在极靴的第一端与极靴的第二端之间，并且准叠片形成齿和间隙。

25.根据任一前述条项所述的转子组件，其中第一叠片，第二叠片以及一组支撑结构的一体结构径向地延伸通过整个极靴和极本体的一部分。

26.根据任一前述条项所述的转子组件，进一步包括转子槽，转子槽位于围绕转子芯间隔开的多个极中的两个极之间，并且其中转子槽在基本正交于轴向长度的方向上延伸。

27.根据任一前述条项所述的转子组件，进一步包括转子轴的一部分，转子轴的一部分位于转子芯的中心并且与其一体地形成。

Claims (16)

1.一种制造电机的转子组件的方法，其特征在于，所述方法包括：

形成转子芯；和

形成多个极，所述多个极围绕所述转子芯间隔开，所述多个极中的每个极具有从所述转子芯朝向限定弯曲的周边表面的极靴延伸的极本体；

其中形成所述多个极中的至少一个极的至少一部分包括形成准叠片，所述准叠片包括沿着第一轴向长度延伸的第一叠片，沿着第二轴向长度延伸的第二叠片和一组支撑结构，并且其中所述第二轴向长度与所述第一轴向长度间隔中间轴向长度，并且所述一组支撑结构横跨所述中间轴向长度，其中至少每个极包括一体结构，

其中，所述一组支撑结构在所述多个极中的所述至少一个极内限定一组空隙，所述一组空隙中的每一个空隙由所述一组支撑结构中的两个相邻的支撑结构限定，所述相邻的支撑结构在径向方向上延伸到所述转子芯中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述一组空隙中的至少一个空隙是圆形，椭圆形或菱形中的至少一个。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，其中形成所述一组支撑结构包括增材制造轴向长度最大为0.005英寸或更小的支撑结构，并且其中所述第一叠片和所述第二叠片为0.030英寸或更小。

4.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其特征在于，其中形成所述多个极包括直接金属激光熔化，增材制造或电火花加工。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，其中形成所述转子芯进一步包括经由直接金属激光熔化，增材制造或电火花加工来形成冷却管，作为所述转子芯的一部分。

6.一种制造电机的转子组件的方法，其特征在于，所述方法包括：

增材制造转子芯；和

增材制造多个极，所述多个极围绕所述转子芯间隔开，所述多个极中的每个极具有从所述转子芯朝向限定弯曲的周边表面的极靴延伸的极本体；

其中，增材制造所述极靴或所述极本体中的至少一个的至少一部分包括准叠片，所述准叠片包括沿着第一轴向长度延伸的第一叠片，沿着第二轴向长度延伸的第二叠片和一组支撑结构，并且其中所述第二轴向长度与所述第一轴向长度间隔中间轴向长度，并且所述一组支撑结构横跨所述中间轴向长度，其中至少每个极包括一体结构，

其中，所述一组支撑结构在所述极靴或所述极本体中的所述至少一个内限定空隙，所述空隙由所述一组支撑结构中的两个相邻的支撑结构限定，所述相邻的支撑结构在径向方向上延伸到所述转子芯中。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，其中增材制造所述一组支撑结构包括增材制造圆形，椭圆形或菱形中的至少一个。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，其中增材制造所述一组支撑结构包括增材制造轴向长度最大为0.005英寸或更小的支撑结构，并且其中所述第一叠片和所述第二叠片为0.030英寸或更小。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，其中增材制造所述转子芯进一步包括增材制造冷却管，作为所述转子芯的一部分。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，进一步包括增材制造转子轴的第一部分。

11.一种电机的转子组件，其特征在于，包括：

转子芯；和

多个极，所述多个极围绕所述转子芯间隔开并且与所述转子芯一体地形成，所述多个极中的每个极具有从所述转子芯朝向限定弯曲的周边表面的极靴延伸的极本体；

其中所述极靴或所述极本体中的至少一个的至少一部分包括准叠片，所述准叠片沿着所述极靴或所述极本体中的至少一个的所述至少一部分的轴向长度的至少一部分限定，其中所述准叠片包括一体结构，所述一体结构包括沿着第一轴向长度延伸的第一叠片，沿着第二轴向长度延伸的第二叠片以及一组支撑结构，其中，所述第二轴向长度与所述第一轴向长度间隔中间轴向长度，并且所述一组支撑结构横跨所述中间轴向长度，

其中所述一组支撑结构在所述极靴或所述极本体中的所述至少一个内限定空隙，所述空隙由所述一组支撑结构中的两个相邻的支撑结构限定，所述相邻的支撑结构在径向方向上延伸到所述转子芯中。

12.根据权利要求11所述的转子组件，其特征在于，其中所述一组支撑结构限定包括圆形，椭圆形或菱形中的至少一个的空隙。

13.根据权利要求11-12中任一项所述的转子组件，其特征在于，其中所述一组支撑结构的轴向长度最大为0.005英寸或更小。

14.根据权利要求11-12中任一项所述的转子组件，其特征在于，其中所述第一叠片，所述第二叠片以及所述一组支撑结构的所述一体结构从所述极靴的第一端延伸至所述极靴的第二端，并且

其中所述极靴进一步包括齿和间隙，所述齿和间隙形成在所述极靴的所述第一端与所述极靴的所述第二端之间，并且所述准叠片形成所述齿和所述间隙。

15.根据权利要求14所述的转子组件，其特征在于，其中所述第一叠片，所述第二叠片以及所述一组支撑结构的所述一体结构径向地延伸通过整个所述极靴和所述极本体的一部分。

16.根据权利要求11-12中任一项所述的转子组件，其特征在于，进一步包括转子槽，所述转子槽位于围绕所述转子芯间隔开的所述多个极中的两个极之间，并且其中所述转子槽在基本正交于所述轴向长度的方向上延伸。