EP3373311B1 - Skelett für magnetkern und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

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EP3373311B1
EP3373311B1 EP18000128.1A EP18000128A EP3373311B1 EP 3373311 B1 EP3373311 B1 EP 3373311B1 EP 18000128 A EP18000128 A EP 18000128A EP 3373311 B1 EP3373311 B1 EP 3373311B1
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EP
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rods
cross
skeleton
magnetic
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Daniel Koutný
David Palousek
Ondrej Machácek
Zbynek Stecker
Ivan MAZUREK
Jakub ROUPEC
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Vysoke Uceni Technicke V Brne
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Vysoke Uceni Technicke V Brne
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F3/00—Cores, Yokes, or armatures
    • H01F3/04—Cores, Yokes, or armatures made from strips or ribbons
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0206—Manufacturing of magnetic cores by mechanical means
    • H01F41/0246—Manufacturing of magnetic circuits by moulding or by pressing powder
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F3/00—Cores, Yokes, or armatures
    • H01F3/08—Cores, Yokes, or armatures made from powder

Definitions

  • the invention relates to ferromagnetic cores intended for devices based on the electromagnetic principle, and it also relates to a manufacturing method for their structure.
  • the magnetic induction flux passes at least partially through a core made of ferromagnetic material (pure iron, silicon steel, soft structural steel, FeNi alloys, FeCo alloys, etc.). These materials are characterized by good magnetic properties, i.e. high permeability, high magnetic saturation and low remanence, and good mechanical properties.
  • ferromagnetic material pure iron, silicon steel, soft structural steel, FeNi alloys, FeCo alloys, etc.
  • These materials are characterized by good magnetic properties, i.e. high permeability, high magnetic saturation and low remanence, and good mechanical properties.
  • a disadvantage of these materials is their considerable electrical conductance, which allows the formation of eddy currents in the core of devices that work with a pulsating magnetic field.
  • 1 and 2 represent typical examples of the distribution of magnetic induction and the vector of current density in a simple magnetic circuit, a toroidal core. It is noticeable that the magnetic induction vector is directed perpendicularly to the XZ section plane, while the current density vector lies in this plane. The eddy currents always flow in the plane perpendicular to the magnetic lines of force, in all directions.
  • the cores are made of ferromagnetic sheets or strips with a dielectric layer, s US9251939 or US2016/0336100 . But that only helps partially, since such a structure throttles the eddy currents in only one direction.
  • the magnetic core after the US2011/095642 is formed by wrapping a foil of a ferromagnetic material, after wrapping a laminate consisting of several layers of the foil always leaving a gap intended for filling with casting resin. After wrapping such a laminate tube, eight elements are made of one on its circumference Insulating material attached to which another laminate tube is wrapped.
  • the GB162731 refers to a device for controlling the starting current in rotating machines by means of eddy currents generated in a core.
  • the core passing through a coil is formed by elongated ferromagnetic elements - ribbons, rods or tubes, separated by air gaps. These elements are made of common materials, the permeability of which is chosen according to the intended use. These elongated elements are separated at both ends by insulation and clamped between ferromagnetic plates that connect the parallel sections of the core.
  • EP2975618 describes a core consisting of rods formed by stacks of laminated sheet metal strips. The packs lie on top of each other in rows, leaving a gap between some adjacent packs to form a cooling channel.
  • the invention is based on the object of providing a magnet core and a method for its manufacture, the structure of the core significantly limiting the formation of eddy currents while retaining good mechanical properties and saving material.
  • this object is achieved by a method having the features of claim 1 and by a skeleton for a magnetic core having the features of claim 8 .
  • Preferred embodiments of the method are defined in the dependent claims.
  • the number of rods and their distribution in a cross section of the core are advantageously proportional to the intensity of the magnetic flux determined in the model in the given cross section of the core.
  • the total cross-sectional area of the rods in each cross-section of the core is proportional to the intensity of the magnetic flux determined in the model in the given cross-section of the core.
  • the transverse area and shape of the cross section of the rod change along the rod depending on the current intensity of the magnetic flux determined in the model.
  • the structure of the skeleton is advantageously supplemented with ferromagnetic material having a cellular structure in order to increase its strength.
  • the ferromagnetic skeleton can be flooded with casting resin, which then solidifies, or filled with a magnetically conductive dielectric.
  • the skeleton for a magnetic core consists of bars of ferromagnetic material, which in each core section take the direction of the lines of force of the predefined magnetic flux of the model, being formed by a bundle of bars separated by layers of air, directed at a distance from each other, with the neighboring ones Rods are connected by spaced fixed bridges of the same ferromagnetic material.
  • the essence of the invention is illustrated below using an example of a simple toroidal magnetic core Figures 3 to 6 illustrated.
  • the ferromagnetic structure of the core is formed by a bundle of rods 1, eg of FeNi alloy, which are spaced apart so that between each pair of adjacent rods 1 there remains a layer of air or a gap filled with a dielectric. It is evident that the rods are 1 in take the direction of the lines of force of the magnetic field at every intersection of the core. Adjacent bars 1 are connected by fixed bridges 2 of the same material, placed at regular intervals.
  • Another embodiment of the invention is 7 shown.
  • the solid bridges 2 maintaining the spacing of the individual rods 1 are there formed outside the outer mantle of the core, and after filling the gaps in the skeleton with a solid dielectric, they can be broken off. This ensures complete mutual electrical insulation of the individual rods.
  • the manufacturing method of the core skeleton described below makes it possible to manufacture the skeleton in such a way that the sum of the cross-sectional areas of individual rods 1 in a cross-section of the core corresponds to the intensity of the magnetic flux in this cross-section.
  • the transverse area or the shape of the cross-section of the rod 1 can vary along the rod 1 depending on the intensity of the magnetic flux at the given location.
  • the measures mentioned are aimed at saving ferromagnetic material in the core and thereby reducing its weight.
  • they have the consequence that, e.g. in the case of a cylindrical core, the density of the rods and thus the mechanical strength in the direction of the circumference are reduced.
  • a cellular structure laminate structure
  • This structure gives the core high strength without significantly increasing the weight.
  • the structure documented for the simple toroidal core can be used with cores of any shape, whether represented by a closed magnetic circuit or occupying only part of the circuit.
  • the described nuclear skeleton is manufactured in such a way that the shape of the bundle of rods, the distribution of rods in the bundle, and the cross-sectional shape of individual rods are determined using a numerical method, eg FEM, and After that, the bundle of rods is produced using additive technology in a 3D printer, e.g. SLM.
  • a numerical method eg FEM
  • SLM additive technology
  • the direction of the magnetic induction in the stationary state can be taken from a model - a massive core provided with an induction coil using the numerical method FEM.
  • FEM numerical method
  • the lines of magnetic force are concentric circles. Their exact form can be determined using Maxwell's equations.
  • Production on a 3D printer using the SLM or SLS method consists of applying a thin layer of powder, which is subsequently melted or sintered with a laser beam. Another layer is then applied and melted again so that the individual layers bond. Proceed in this way until the whole part is finished.
  • auxiliary supports overhanging parts can also be produced.
  • the auxiliary supports are finally demolished.
  • a structure can also be built without supports.
  • the core skeleton can be fabricated from a variety of current-carrying ferromagnetic materials such as pure iron, silicon steel, mild steel, magnetic stainless steel, FeCoV alloys such as Hiperco, FeNi alloys, FeCo alloys, and the like.
  • the core's ferromagnetic construction can be overmolded in a mold with a dielectric potting resin, or the gaps can be filled with a sandy magnetically conductive dielectric which improves the cumulative magnetic properties of the core. In this way, a fully compact core is created.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ferromagnetische Kerne, die für auf dem elektromagnetischen Prinzip beruhende Geräte bestimmt sind, und weiterhin betrifft sie ein Herstellungsverfahren für ihre Struktur.
  • In den nach dem elektromagnetischen Prinzip funktionierenden Vorrichtungen, wie Transformatoren, Elektromagnet-Ventilen, Elektromotoren, auf dem Induktionsprinzip beruhenden Sensoren u.dgl., geht der magnetische Induktionsfluss zumindest teilweise durch einen Kern aus ferromagnetischem Material (Reineisen, Siliziumstahl, weiches Konstruktionsstahl, FeNi-Legierungen, FeCo-Legierungen usw.). Diese Materialien zeichnen sich durch gute magnetische Eigenschaften aus, d.h. durch hohe Permeabilität, hohe magnetische Sättigung und niedrige Remanenz, und durch gute mechanische Eigenschaften. Nachteilig an diesen Materialien ist deren erheblicher elektrischer Leitwert, der bei den mit einem pulsierenden magnetischen Feld arbeitenden Geräten die Bildung von Wirbelströmen im Kern ermöglicht.
  • Bei Veränderung der magnetischen Induktion wird eine Spannung Ui im Kern induziert, die im Kern einen Strom I t = U i t R
    Figure imgb0001
     erregt, wo R den Widerstand des Kerns bedeutet. Der Strom I(t) erzeugt dann ein magnetisches Feld, das gegen das magnetische Anregungsfeld wirkt. Der Strom I(t), der durch den Kern mit Widerstand R geht, verursacht Wärmeverluste. Der im Kern induzierte Strom manifestiert sich darüber hinaus in Wirbelströmen, die in den meisten elektromagnetischen Geräten unerwünscht sind, da sie den Wirkungsgrad des Geräts beeinträchtigen. Die Wirbelströme verlängern auch die Reaktion des magnetischen Flusses auf die Änderungen des durch die Erregerspule fließenden elektrischen Stroms. Das ist limitierend in Fällen, wo eine extrem schnelle Antwort erfordert wird, wie bei elektromagnetisch betätigten und magnetorheologischen Ventilen.
  • Fig. 1 und Fig. 2 stellen typische Beispiele der Verteilung magnetischer Induktion und des Vektors der Stromdichte in einem einfachen Magnetkreis dar, einem toroidförmigen Kern. Es ist bemerkbar, dass der Vektor der magnetischen Induktion senkrecht zu der XZ-Schnittebene gerichtet ist, während der Vektor der Stromdichte in dieser Ebene liegt. Die Wirbelströme fließen immer in der zu den magnetischen Kraftlinien senkrechten Ebene, und zwar in allen Richtungen.
  • Um die Wirbelströme in Kernen zu drosseln, werden die Kerne aus ferromagnetischen, mit Dielektrikum durchgelegten Blechen oder Streifen erzeugt, s. z.B. die US 9251939 oder US 2016/0336100 . Das aber hilft nur teilweise, da eine solche Struktur die Wirbelströme nur in einer Richtung drosselt.
  • Bessere Ergebnisse bringen Materialien von hoher Permeabilität und hoher elektrischer Resistivität, wie z.B. Ferrit und SMC-Materialien (soft magnetic composite materials). Nachteilig im Vergleich mit metallischen Materialien sind deren unzulängliche mechanische Eigenschaften, mit Prototypenherstellung verbundene Kosten, Probleme bei der Produktion größerer Objekte, bei SMC-Materialien auch deren niedrige Permeabilität und bei Ferrit eine niedrige Sättigungsgrenze.
  • In der JP 2006108559 wird die Drosselung der Wirbelströme in einem geraden Kernabschnitt so gelöst, dass dieser Kernteil durch ein Drahtbündel gebildet ist, wobei jeder der aneinander liegenden eisernen Drähte mit einer Isolationsschicht versehen ist, die Oxide enthält. In ähnlicher Weise sind die in der JPS 6450403 sich berührende Drähte aus ferromagnetischem Material in einem Kern linear angeordnet. Zur Drosselung der Wirbelströme sind sie mit einem Isolationsmaterial beschichtet. Die Spalten unter den Drähten sind mit ferromagnetischem Material gefüllt.
  • Nachteilig an diesen Lösungen ist, dass deren Konstruktion, d.h. ihre äußere Form und auch die innere Anordnung der Leiter, nicht variabel ist. Sie macht es nicht möglich, die Struktur zu optimieren und dadurch Material des Kerns zu sparen und dessen Gewicht zu reduzieren.
  • Der Magnetkern nach der US 2011/095642 ist durch Einwickeln einer Folie aus einem ferromagnetischen Material gebildet, wobei nach dem Einwickeln eines aus einigen Schichten der Folie bestehenden Laminats stets eine Lücke frei gelassen wird, die zum Ausfüllen mit Gießharz bestimmt ist. Nach dem Einwickeln eines derartigen Laminatrohrs werden an dessen Umfang acht Elemente aus einem Isoliermaterial befestigt, an die ein weiteres Laminatrohr eingewickelt wird.
  • Die GB 162731 bezieht sich auf eine Einrichtung zur Kontrolle des Anlaufstroms in rotierenden Maschinen mittels in einem Kern generierten Wirbelströme. Der durch eine Spule gehende Kern wird durch längliche ferromagnetische Elemente - Bände, Stangen oder Röhre, die durch Luftlücken getrennt sind. Diese Elemente sind aus üblichen Materialien hergestellt, deren Permeabilität nach dem Verwendungszweck gewählt ist. Diese länglichen Elemente sind an beiden Enden durch Isolierung getrennt und zwischen ferromagnetischen Platten geklemmt, die die parallelen Abschnitte des Kerns verbinden.
  • In der EP 2975618 wird ein Kern beschrieben, der aus Stangen besteht, die durch Pakete laminierter Blechbände gebildet sind. Die Pakete liegen aufeinander in Reihen, wobei zwischen einigen benachbarten Paketen ein Spalt gelassen wird, der einen Kühlkanal bilden soll.
  • Die US 2013/292081 und DE 10 2013 112325 beschreiben Produktionsverfahren eines ferromagnetischen Kerns durch Deposition angeschmolzener Materialpartikeln in Schichten, wobei dieses Verfahren mittels Software gesteuert wird.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Magnetkern und ein Verfahren zu seiner Herstellung an die Hand zu geben, wobei die Struktur des Kerns bei Bewahrung guter mechanischer Eigenschaften die Bildung der Wirbelströme wesentlich limitiert und Material spart.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 und durch ein Skelett für einen Magnetkern mit den Merkmalen von Anspruch 8 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Ein Skelett für ferromagnetische Stangen enthaltenden Magnetkern wird durch folgende Verfahrensschritte hergestellt:
    • Bestimmen einer Form eines Stangenbündels, Verteilung von Stangen im Bündel, sowie Querdurchschnittsform einzelner Stangen mittels einer numerischen Methode, z.B. FEM - finite element method,
    • Herstellen des Stangenbündels mittels einer additiven Technologie in einem 3D-Drucker, z.B. SLM -selective laser melting, SLS -selective laser sintering, DMLS- direct metal laser sintering, oder 3D welding.
  • Die Stangenzahl sowie deren Verteilung in einem Kernquerdurchschnitt sind mit Vorteil zu der Intensität des im Model bestimmten magnetischen Flusses im gegebenen Kernquerdurchschnitt proportional.
  • Gesamtquerfläche der Stangen in jedem Kernquerdurchschnitt ist zu der Intensität des im Model bestimmten magnetischen Flusses im gegebenen Kernquerdurchschnitt proportional.
  • Querfläche und Form des Stangenquerdurchschnitts ändern sich entlang der Stange in Abhängigkeit von der aktuellen Intensität des im Model bestimmten magnetischen Flusses.
  • Die Struktur des Skeletts wird zur Erhöhung dessen Festigkeit vorteilhaft mit ferromagnetischem Material mit zellularer Struktur ergänzt.
  • Das ferromagnetische Skelett kann mit Gießharz durchflutet werden, der dann erstarrt, oder mit einem magnetisch leitenden Dielektrikum gefüllt werden.
  • Skelett für einen Magnetkern besteht aus Stangen aus ferromagnetischem Material, die in jedem Kerndurchschnitt die Richtung der Kraftlinien des vordefinierten Magnetflusses des Models einnehmen, wobei es durch ein Bündel von durch Luftschichten abgetrennten Stangen gebildet ist, die mit einem Abstand voneinander geleitet sind, wobei die benachbarten Stangen durch mit einem Abstand angeordnete feste Brücken aus demselben ferromagnetischen Material verbunden sind.
  • Die Erfindung wird nun in Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert.
    • Fig. 1 zeigt Verteilung von Kraftlinien des magnetischen Flusses in einem einfachen toroidförmigen Kern,
    • Fig. 2 zeigt Situation der Wirbelströme, die bei Änderungen des Werts oder der Richtung des magnetischen Flusses induziert werden,
    • Fig. 3 zeigt eine Ausführung eines erfindungsgemäßen Skeletts für einen Magnetkern in Form eines Toroids,
    • Fig. 4 zeigt dasselbe Skelett in Draufsicht,
    • Fig. 5 im Schnitt,
    • Fig. 6 ist ein Ausschnitt der Skelettstruktur nach Fig. 3 und
    • Fig. 7 zeigt eine andere Ausführung des erfindungsgemäßen Skeletts.
  • Das Wesen der Erfindung wird nachstehend an einem Beispiel eines einfachen toroidförmigen Magnetkerns nach Fig. 3 bis 6 veranschaulicht. Die ferromagnetische Struktur des Kerns wird durch ein Bündel von Stangen 1, z.B. aus einer FeNi-Legierung, gebildet, die mit einem Abstand so voneinander geführt sind, dass zwischen jedem Paar der benachbarten Stangen 1 eine Luftschicht oder eine mit einem Dielektrikum gefüllte Lücke bleibt. Es ist offensichtlich, dass die Stangen 1 in jedem Durchschnitt des Kerns die Richtung der Kraftlinien des magnetischen Felds einnehmen. Die benachbarten Stangen 1 sind durch feste Brücken 2 aus demselben Material verbunden, die in regelmäßigen Abständen angebracht sind.
  • Eine weitere Ausführung der Erfindung ist in Fig. 7 dargestellt. Die festen Brücken 2, die die Abstände der einzelnen Stangen 1 halten, sind da außerhalb des äußeren Mantels des Kerns gebildet, und nach Füllung der Lücken im Skelett mit einem festen Dielektrikum können sie abgebrochen werden. Dadurch ist eine vollständige gegenseitige elektrische Isolierung der einzelnen Stangen gesichert.
  • Das nachstehend beschriebene Herstellungsverfahren des Kernskeletts ermöglicht es, das Skelett so herzustellen, dass die Summe der Querschnittflächen einzelner Stangen 1 in einem Querschnitt des Kerns der Intensität des magnetischen Flusses in diesem Querschnitt entspricht. Die Querfläche oder die Form des Querschnitts der Stange 1 können sich entlang der Stange 1 in Abhängigkeit von der Intensität des magnetischen Flusses an der gegebenen Stelle ändern.
  • Die genannten Maßnahmen zielen auf Ersparung von ferromagnetischem Material im Kern und dadurch auf Reduktion seines Gewichts. Andererseits haben sie zur Folge, dass, z.B. bei einem zylinderförmigen Kern, die Dichte der Stangen und dadurch auch die mechanische Festigkeit in Richtung Umfang senkt. Es zeigt sich als vorteilhaft, die lockere Struktur des Skeletts mit einer zellularen Struktur (lattice structure) zu ergänzen, u. z. durch die gleichartige Technologie gleich bei der Herstellung des Skeletts. Diese Struktur verleiht dem Kern hohe Festigkeit, ohne das Gewicht wesentlich zu erhöhen.
  • Die bei dem einfachen toroidförmigen Kern dokumentierte Struktur kann bei Kernen beliebiger Form benutzt werden, sei sie durch einen geschlossenen magnetischen Kreis dargestellt, oder nur einen Teil des Kreises einnimmt.
  • Das beschriebene Kernskelett wird so hergestellt, dass die Form des Stangenbündels, Verteilung von Stangen im Bündel, sowie Querdurchschnittsform einzelner Stangen mittels einer numerischen Methode, z.B. FEM, bestimmt und danach das Stangenbündel mittels einer additiven Technologie in einem 3D-Drucker, z.B. SLM, hergestellt wird.
  • Richtung der magnetischen Induktion im stationären Zustand kann einem Model - einem massiven, mit einer Induktionsspule versehenen Kern mittels der numerischen Methode FEM abgenommen werden. Z. b. bei einem toroidförmigen Kern sind die magnetischen Kraftlinien konzentrische Kreislinien. Deren genaue Form kann mittels Maxwellgleichungen festgestellt werden. Produktion an einem 3D-Drucker bei Verwendung von SLM- oder SLS-Methode besteht in Auftragung einer dünnen Pulverschicht, die nachträglich mit Laserstrahl geschmolzen oder gesintert wird. Es folgt Auftragung einer weiteren Schicht und wieder Schmelzen, so dass sich die einzelnen Schichten verbinden. Auf diese Art geht man vor, bis der ganze Teil gefertigt ist. Bei Verwendung von Hilfsstützen können auch überhängende Teile produziert werden. Die Hilfsstützen werden schließlich abgebrochen. Mit Hilfe von 3D-Schweißen kann eine Struktur auch ohne Stützen gebaut werden. Es ist also möglich, ein beliebiges Objekt von großer Genauigkeit zu produzieren, was Form und Abmessungen anbelangt. Eine analoge Methode ermöglich es, mit s.g. lattice structure bzw. gyroid lattice structure aus dem gleichen Material und auf derselben Einrichtung die durch Stangen gebildete Struktur des Kernskeletts zu ergänzen, wodurch das Skelett Kompaktheit und Festigkeit erlangt.
  • Im Falle einfacherer Formen des Skeletts können auch konventionelle Methoden eingesetzt werden, u.a. elektroerosive Bearbeitung, Teilen mit einem Laser- oder Wasserstrahl.
  • Das Kernskelett kann aus einer Reihe von stromleitenden ferromagnetischen Materialien, wie reines Eisen, Siliziumstahl, Weichstahl, magnetischer rostfreier Stahl, FeCoV-Legierungen, z.B. Hiperco, FeNi-Legierungen, FeCo-Legierungen u.dgl. hergestellt werden.
  • Die ferromagnetische Konstruktion des Kerns kann in einer Form mit einem dielektrischen Vergussharz übergossen werden, oder es können die Lücken mit einem sandigen magnetisch leitenden Dielektrikum gefüllt werden, das die kumulativen magnetischen Eigenschaften des Kerns verbessert. Auf diese Art entsteht ein vollständig kompakter Kern.
  • Die beschriebene Struktur des magnetischen Kerns bringt insbesondere die folgenden Vorteile:
    • Deutliche Drosselung von Wirbelströmen und dadurch Minderung der Verluste im Magnetkreis,
    • Hohe Werte der magnetischen Induktion auf Grund der Benutzung von geeigneten ferromagnetischen Materialien,
    • Gute mechanische Eigenschaften des Kerns (im Vergleich zu SMC und Ferriten)
    • Bildung des Kerns aus Materialien mit hoher Permeabilität (im Vergleich zu SMC),
    • Reduktion des Gewichts und Materialeinsparung.

Claims (8)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Skeletts für einen durch Luftschichten abgetrennte ferromagnetische Stangen enthaltenden Magnetkern mittels einer additiven Technologie in einem 3D-Drucker unter Anwendung von einer SLM-, SLS, oder DMLS-Methode oder von 3D-Schweißen mit folgenden Verfahrensschritten:
    - Bestimmung der Richtung der magnetischen Kraftlinien im stationären Zustand an einem Model - einem massiven, mit einer Induktionsspule versehenen Kern - mittels einer numerischen Methode, z.B. FEM-Methode,
    - Bildung eines Bündels von durch Luftschichten abgetrennten Stangen (1), wobei die einzelnen Stangen (1) die Richtung der magnetischen Kraftlinien einnehmen,
    - Bestimmung der Form eines Stangenbündels, Verteilung von Stangen im Bündel, sowie Querdurchschnittsform und -fläche einzelner Stangen mittels der numerischen Methode, z.B. FEM-Methode, basierend auf der Intensität des magnetischen Flusses in einem gegebenen Kernquerdurchschnitt des Models.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stangenzahl sowie deren Verteilung in einem Kernquerdurchschnitt zu der Intensität des im Model bestimmten magnetischen Flusses im gegebenen Kernquerdurchschnitt proportional sind.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Gesamtquerfläche der Stangen (1) in jedem Kernquerdurchschnitt zu der Intensität des im Model bestimmten magnetischen Flusses im gegebenen Kernquerdurchschnitt proportional ist.
  4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Querfläche und Form des Stangenquerdurchschnitts sich entlang der Stange (1) in Abhängigkeit von der aktuellen Intensität des im Model bestimmten magnetischen Flusses ändern.
  5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Skelett zur Ehöhung dessen Festigkeit mittels der additiven Technologie mit ferromagnetischem Material mit zellularer Struktur ergänzt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das ferromagnetische Skelett mit Gießharz durchflutet wird, der dann erstarrt.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das ferromagnetische Skelett mit einem magnetisch leitenden Dielektrikum gefüllt wird.
  8. Skelett für einen Magnetkern, das durch Verfahren nach Anspruch 1 hergestellt wird und das aus Stangen aus ferromagnetischem Material besteht, die in jedem Kerndurchschnitt die Richtung der Kraftlinien des vordefinierten Magnetflusses des Models einnehmen, wobei es durch das Bündel von durch Luftschichten abgetrennten Stangen (1) gebildet ist, die mit einem Abstand voneinander geleitet sind, wobei die benachbarten Stangen (1) durch mit einem Abstand angeordnete feste Brücken (2) aus demselben ferromagnetischen Material verbunden sind.
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