АДИТИВНІ ТЕХНОЛОГІЇ У КОНТЕКСТІ ПРОЦЕСУ ВИРОБНИЦТВА ЕЛЕКТРИЧНИХ МАШИН

Автор(и)

  • О.М. Сінчук Криворізький національний університет, Україна
  • І.О. Сінчук Криворізький національний університет, Україна
  • М.М. Омельчук Криворізький національний університет, Україна
  • М.І. Джура Криворізький національний університет, Україна
  • Ю.М. Кутовий Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Україна

DOI:

https://doi.org/10.20998/2313-8890.2025.09.03

Ключові слова:

електричні машини, адитивне виробництво, 3D-друк, Powder Bed Fusion, Binder Jetting

Анотація

Анотація. В статті робиться спроба коректного опонування існуючих та прогнозування новітнього спрямування технологій виготовлення як окремих деталей електричних машин, так і в їхньому агрегативному форматі в умовах перспектив сьогодення їхнього виробництва на вітчизняних підприємствах електромашинобудівного комплексу. Проведено аналіз з ухилом оцінювання доцільності та рівня ефективності при виготовленні деталей варіативними форматами адитивних технологій. Підкреслена очікуєма ефективність цих заходів. Доведено, що адитивне виробництво,  часто зване 3D-друком, являє собою фундаментальний зсув від традиційних субтрактивних або формувальних методів виробництва. Цей процес передбачає пошарове виготовлення тривимірних об'єктів на основі цифрових моделей, що дозволяє створювати складні, заплутані та індивідуальні структури, які раніше були недосяжними в виробництві. Приведено системоутворюючі аргументи в необхідності масового застосування адитивних технологій в процес виготовлення вітчизняних електричних машин, що дасть можливість підвищити їхню конкурентоспроможність на світовому ринку даного виду продукції.

Посилання

Selema A., Ibrahim M. N., Sergeant P. Metal Additive Manufacturing for Electrical Machines: Technology Review and Latest Advancements. Energies, 2022. Vol. 15. No. 3. P. 1076. – URL: https://doi.org/10.3390/en15031076

Naseer M. U. et al. A Review on Additive Manufacturing Possibilities for Electrical Machines // Energies, 2021. Vol. 14. No. 7. P. 1940. – URL: https://doi.org/10.3390/en14071940

Pham T., Kwon P., Foster S. Additive Manufacturing and Topology Optimization of Magnetic Materials for Electrical Machines–A Review. Energies, 2021. Vol. 14. No. 2. P. 283. – URL: https://doi.org/10.3390/en14020283

Giannotta N. et al. A Review of Additive Manufacturing of Soft Magnetic Materials in Electrical Machines. Machines, 2023. Vol. 11. No. 7. P. 702. – URL: https://doi.org/10.3390/machines11070702

Lamichhane T. N. et al. Additive manufacturing of soft magnets for electrical machines – a review. Materials Today Physics, 2020. Vol. 15. P. 100255. – URL: https://doi.org/10.1016/j.mtphys.2020.100255

Lakhdar Y. et al. Additive manufacturing of advanced ceramic materials. Progress in Materials Science, 2021. Vol. 116. P. 100736. – URL: https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2020.100736

Lacelle T. et al. Additive manufacturing of polymer derived ceramics: Materials, methods, and applications. APL Materials, 2023. Vol. 11. No. 7. – URL: https://doi.org/10.1063/5.0151661

Abdelkader M. et al. Ceramics 3D Printing: A Comprehensive Overview and Applications, with Brief Insights into Industry and Market. Ceramics, 2024. Vol. 7. No. 1. P. 68–85. – URL: https://doi.org/10.3390/ceramics7010006

Grechko O. Modern additive technologies and 3D printing. Overview of recent advances in various spheres of human life. Bulletin of NTU "KhPI". Series: Problems of Electrical Machines and Apparatus Perfection. The Theory and Practice, 2019. No. 1. P. 63–75. – URL: https://doi.org/10.20998/2079-3944.2019.1.12

Zanini F. et al. Laser powder bed fusion process optimization for the production of high-performance and efficient high-silicon steel electrical motor components. Progress in Additive Manufacturing. 2025. – URL: https://doi.org/10.1007/s40964-025-00993-x

Baco-Carles V. et al. Laser powder bed fusion applied to the manufacture of bulk or structured magnetic cores. Journal of Materials Research and Technology, 2022. Vol. 18. P. 599–610. – URL: https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2022.02.118

Wragge-Morley R. et al. Additive Manufacturing of Next Generation Electrical Machine Windings: Opportunities in Fusion Engineering? IEEE Transactions on Plasma Science, 2024. P. 1–0. – URL: https://doi.org/10.1109/tps.2024.3359709

Dilberoglu U. M. et al. The Role of Additive Manufacturing in the Era of Industry 4.0. Procedia Manufacturing, 2017. Vol. 11. P. 545–554. – URL: https://doi.org/10.1016/j.promfg.2017.07.148

Simpson N. et al. Additive Manufacturing of Shaped Profile Windings for Minimal AC Loss in Electrical Machines. IEEE Transactions on Industry Applications, 2020. Vol. 56, No. 3. P. 2510–2519. – URL: https://doi.org/10.1109/tia.2020.2975763

Wu J. et al. Additive manufacturing of Nd-Fe-B permanent magnets and their application in electrical machines. IEEE Access, 2024. P. 1. – URL: https://doi.org/10.1109/access.2024.3436643

Bernier F. et al. Additive manufacturing of soft and hard magnetic materials used in electrical machines. Metal Powder Report. 2020. Vol. 75. No. 6. P. 334–343. – URL: https://doi.org/10.1016/j.mprp.2019.12.002

Kareem F. A., Michael P. A. An investigation on applications of additive manufacturing of electrical machines. Materials Today: Proceedings, 2022. – URL: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.12.590

Selema A., Ibrahim M. N., Sergeant P. Advanced Manufacturability of Electrical Machine Architecture through 3D Printing Technology. Machines, 2023. Vol. 11. No. 9. P. 900. – URL: https://doi.org/10.3390/machines11090900

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-11-18

Номер

№ 9 (212) (2025): Енергозбереження. Енергетика. Енергоаудит

Розділ

ЕНЕРГЕТИКА, ЕЛЕКТРОНІКА ТА ЕЛЕКТРОМЕХАНІКА

Ліцензія

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами: Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи, яка через [6 місяців] з дати публікації автоматично стає доступною на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).