CN113678352A - 用于制造磁片和磁片堆叠的方法以及电机和电动交通工具 - Google Patents

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Abstract

在用于制造磁片的方法中使用具有面状延伸部的优选非磁性的板片。所述板片沿面状延伸部具有多个挖空的区域，其中，通过软磁性材料的增材制造来填充这些区域，所述软磁性材料与所述板片材料接合地连接。

Description

用于制造磁片和磁片堆叠的方法以及电机和电动交通工具
本发明涉及一种用于制造磁片和磁片堆叠的方法以及电机和电动交通工具。
用于制造电机的磁片的新方法使用模板印刷。在该方法中，从金属粉末开始首先制造印刷膏，该印刷膏随后通过模板印刷技术被加工成厚层形式的生坯。随后通过热处理、即通过脱粘合剂和烧结将该生坯转变为磁片形式的结构化的金属板。已知多组分的磁片也以此方式制造。为此，将磁片的不同部分连续地依次印刷在承载板上并且在此之后一起被热处理。
但不是全部的材料都可以在该方法中用于烧结。尤其无翘曲且致密的烧结品的烧结以此方式难以实现。
因此，本发明所要解决的技术问题是提供一种用于制造多组分的磁片的方法，该方法克服了前述的缺点。本发明所要解决的技术问题还在于提供一种改进的磁片堆叠和一种改进的电机以及一种改进的电动交通工具。
本发明的技术问题通过具有在权利要求1中记载的特征的用于制造磁片的方法、具有在权利要求5中记载的特征的用于制造磁片堆叠的方法、具有在权利要求8中记载的特征的磁片堆叠、具有在权利要求9中记载的特征的电机以及具有在权利要求10中记载的特征的电动交通工具解决。本发明的优选扩展设计在相关的从属权利要求、以下说明和附图中给出。
在按照本发明的用于制造磁片的方法中，使用具有面状延伸部的优选非磁性的板片。所述板片沿面状延伸部具有多个挖空的区域，其中，通过软磁性材料的增材制造来填充这些区域，所述软磁性材料与所述板片材料接合地连接。在增材制造期间或由于增材制造，软磁性材料有利地以材料接合的方式与所述板片连接。以此方式还可以制造具有这种组分的多组分磁片，这些组分是化学不相容的或者在共烧结过程中具有非常不同的收缩性。此外，通过根据本发明的方法还可以制造由这种组分构成的多组分的板片，这些组分不能以可廉价地制造且可烧结的粉末形式可供使用。此外，根据本发明的方法在多组分的磁片的设计中允许更多的自由度，因为磁片可以简单地堆叠并且堆叠的磁片不必设计为必须相同。尤其在根据本发明制造的磁片的堆叠的情况下，软磁性材料在其在堆叠内的空间布置方面丝毫不受几何限制。
当然，“挖空的区域”尤其可以指这样的区域，这些区域在制造板片的过程中、尤其在增材制造板的过程中已被挖空、即被留空。备选或附加地并且同样优选地，这样的区域也可以被视为“挖空的区域”，这些区域减材式地从先前制造的板片以挖空的形式例如通过冲压和/或切割、尤其激光切割或喷水切割已被挖空、即减材式地去除。
在根据本发明的方法的优选扩展设计中，所述增材制造通过粉末喷涂焊接、和/或通过基于线材的电弧、和/或通过尤其基于激光和/或基于电弧的冷金属过渡实现。通过所提及的制造过程可以高效且简单地进行增材制造，其中，增材制造的材料与基板产生特别稳定的材料接合的连接，增材制造的材料被施加在所述基板上。以此方式因此可以特别容易地实现增材制造的材料与板片之间的材料接合的连接。
备选或附加地并且同样优选地，增材制造通过打印填充有颗粒的糊状物实现。以此方式也可以容易地实现增材制造的材料与板片的材料接合的连接。
在根据本发明的方法中，使用非磁性的板片，在所述板片中使用至少一个冲压件和/或切割件、尤其激光切割件、和/或丝网印刷件和/或模板印刷件。特别优选地，在根据本发明的方法中，在根据本发明的方法的一个方法步骤中制造冲压件和/或切割件、尤其激光切割件、和/或丝网印刷件和/或模板印刷件。也就是说优选地，所述板片通过冲压和/或切割和/或激光切割并且在此过程中尤其通过材料的减材式去除被制造以便产生挖空的区域，和/或所述板片通过丝网印刷并且在过程中尤其通过挖空区域的留空被制造，并且所述板片被提供用于另外的根据本发明的方法。在此，优选非磁性的板片和软磁性材料不必使用相同的制造技术来制造，因此，各种材料的尤其不同强度的收缩过程不阻碍磁片的通过根据本发明的方法的制造。
适宜地在根据本发明的方法中，在所述磁片上在磁片的至少一个面状延伸部上或者沿着磁片的至少一个面状延伸部布置电绝缘材料。
特别优选地在根据本发明的方法中，不是仅一个磁片、而是多个磁片通过如前所述的根据本发明的方法被制造，其中，作为另外的方法步骤将这些磁片堆叠。因此，在根据本发明的方法的该扩展设计中，不是仅一个单独的磁片被制造，而是涉及根据本发明的用于制造磁片堆叠的方法。通过这样的磁片堆叠可以制造电机的转子和/或定子，从而如前所述的根据本发明的方法可以用于电机。
优选地，在根据本发明的用于制造磁片堆叠的方法中，所述磁片在其被堆叠之前经过热学处理过程、尤其被退火和/或热处理和/或脱粘合剂和/或烧结。备选地并且同样优选地，所述磁片在其被堆叠之前被轧制。在热处理的情况下，磁片可以通过打印填充有颗粒的糊状物来制造。通过退火或再退火过程可以有利地修改磁片的微观结构。尤其可以使晶粒生长和/或相互扩散与材料接合的连接位置和/或磁片的纹理相适配。通过轧制磁片还可以实现磁片的均匀的板片厚度以及磁片的均匀表面。
根据本发明的磁片堆叠按照如前所述的方法制造。根据本发明，磁片堆叠的多个磁片沿堆叠方向紧接着彼此堆叠，其中，通过增材制造而填充有软磁性材料的那些区域优选地不必是全部地完全重叠。因此在本发明的通过增材制造填充有软磁性材料的区域不完全重叠的扩展设计中，可以沿着堆叠方向实现软磁性材料的任意的几何形状。因此，根据本发明可以任意地设定磁片堆叠的磁性结构。
根据本发明的电机具有转子和/或定子，所述转子和/或定子通过前述的磁片堆叠构成和/或通过根据本发明的用于制造前述的磁片堆叠的方法构成和/或通过根据本发明的用于制造前述的磁片的方法构成。
根据本发明的电动交通工具构造为具有前述的电机。
以下根据在附图中示出的实施例详细阐述本发明。在附图中：
图1示意性地示出根据本发明的磁片堆叠的俯视图；
图2示意性地示出根据图1的根据本发明的磁片堆叠的横剖面；以及
图3示意性地示出具有根据本发明的电机的根据本发明的电动交通工具的原理图，所述电机具有转子和定子，所述转子和定子分别具有根据图1和图2的磁片堆叠。
图1和2中所示的根据本发明的磁片堆叠10根据本发明制造并且具有多个根据本发明制造的磁片20。这些磁片20分别包括预制的非磁性的金属板30，其中，在面状延伸部中挖空有区域40，该区域填充有软磁性材料50。区域40例如通过如下方式被挖空，即，金属板30分别通过丝网印刷制造并且区域40在丝网印刷期间已被留空。备选地，在另外的实施例中，金属板30也可以通过首先整面地制造金属板30并且随后沿着区域40从金属板30减材式地例如通过冲压或激光切割或喷水切割去除材料来制造。在另外的实施例中，用于制造金属板30的上述制造步骤分别是根据本发明的用于制造根据本发明的磁片20和根据本发明的磁片堆叠10的方法的步骤。在所示实施例中，软磁性材料50通过粉末涂覆焊接引入区域40中，从而软磁性材料50与金属板30材料接合地连接。备选地并且在图中未示出地，软磁性材料50也可以通过基于线材的电弧焊接工艺和/或通过冷金属过渡、尤其基于激光或者基于电弧增材式地被沉积。在另外的同样未单独示出的实施例中，增材式地通过打印糊状物将软磁性材料引入区域40中，该糊状物具有软磁性材料的颗粒。
如图2所示，磁片20具有水平延伸的面状延伸部。磁片20沿竖直方向、即沿着竖直的堆叠方向S堆叠。在磁片20接连的情况下，软磁性材料50的区域40沿堆叠方向S不完全重叠：而是，软磁性材料50的区域40在沿竖直方向发展时沿水平方向、即沿面状延伸部的方向偏移。软磁性材料50因此不沿着沿堆叠方向延伸的数学的柱体延伸，而是软磁性材料50的区域相对于堆叠方向略微倾斜地延伸。磁片20如此构成磁片堆叠10，使得磁片20在其被堆叠之前被轧制。如果软磁性材料50通过打印填充有颗粒的糊状物产生，则磁片20在其被结合成磁片堆叠10之前还被退火和/或热处理和/或脱粘合剂和/或烧结。在结合成磁片堆叠10之前，另外给磁片20配设绝缘层60，该绝缘层被施加到磁片20的面状延伸部上。在所示实施例中，绝缘层60是漆。在另一实施例中，绝缘层60原则上也可以以不同的方式构成。磁片20通过绝缘层60彼此电绝缘。磁片20沿堆叠方向S堆叠在彼此上并且因此构成根据本发明的磁片堆叠10。
图3所示的根据本发明的电机300具有转子100和定子200，其中，转子100和定子200均构造为具有如前所述的根据本发明的磁片堆叠10。
图3中示意性示出的电动交通工具400例如是混合动力电动飞行器并且具有前述的根据本发明的电机300。

Claims (10)

1.一种用于制造磁片(20)的方法，其中，使用具有面状延伸部的优选非磁性的板片(30)，所述板片沿面状延伸部具有多个挖空的区域(40)，其中，通过软磁性材料(50)的增材制造来填充这些区域(40)，所述软磁性材料与所述板片(30)材料接合地连接。
2.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述增材制造通过粉末喷涂焊接、和/或通过基于线材的电弧、和/或通过尤其基于激光和/或基于电弧的冷金属过渡、和/或通过打印填充有颗粒的糊状物实现。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，使用非磁性的板片(30)，在所述板片中使用和/或制造至少一个冲压件和/或切割件、尤其激光切割件、和/或丝网印刷件和/或模板印刷件。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述磁片(20)上在磁片(20)的至少一个面状延伸部上或者沿着磁片(20)的至少一个面状延伸部布置电绝缘材料(60)。
5.一种用于制造磁片堆叠(10)的方法，其中，通过根据前述权利要求中任一项所述的方法制造多个磁片(20)，并且其中，堆叠这些磁片(20)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述磁片(20)在其被堆叠之前被退火和/或热处理和/或脱粘合剂和/或烧结。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述磁片(20)在其被堆叠之前被轧制。
8.一种磁片堆叠，其按照根据前述权利要求中任一项所述的方法制造，其中，多个磁片(20)沿堆叠方向(S)紧接着彼此堆叠，其中优选地，通过增材制造而填充有软磁性材料(50)的多个区域(40)不是全部地完全重叠。
9.一种电机，具有转子(100)和/或定子(200)，所述转子和/或定子通过根据前述权利要求中任一项所述的磁片堆叠(10)和/或通过根据前述权利要求中任一项所述的方法构成。
10.一种电动交通工具，具有根据前述权利要求所述的电机(300)。
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