未來電機(jī)制造（FEMM）中心宣布了一項(xiàng)新的可持續(xù)發(fā)展項(xiàng)目，以確保電氣化程度的提高不會(huì)導(dǎo)致英國垃圾填埋場被多余的零件所淹沒。工程和物理科學(xué)研究委員會(huì)（EPSRC）資助的項(xiàng)目著眼于實(shí)現(xiàn)更循環(huán)的經(jīng)濟(jì)，將使三所英國大學(xué)為電機(jī)開發(fā)更可持續(xù)的生命周期。這將包括對(duì)當(dāng)前供應(yīng)鏈的初步評(píng)估以及確定更合適的制造方法（包括3D打印）以最終將材料循環(huán)回制造設(shè)施。該項(xiàng)目的合作伙伴包括斯特拉斯克萊德大學(xué)的高級(jí)成型研究中心（AFRC），謝菲爾德大學(xué)和紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)。

AFRC的高級(jí)制造工程師Jill Miscandlon博士解釋說：“重要的是，電氣化的努力不要在生產(chǎn)線上進(jìn)一步產(chǎn)生對(duì)自身產(chǎn)生負(fù)面影響的問題。我們不希望自己過渡到電動(dòng)汽車，飛機(jī)和風(fēng)力渦輪機(jī)，這些電動(dòng)汽車，飛機(jī)和風(fēng)力渦輪機(jī)將在其使用壽命結(jié)束時(shí)被填埋。”

AFRC高級(jí)制造工程師Jill Miscandlon博士

電氣化：一把雙刃劍

當(dāng)今的大多數(shù)電氣系統(tǒng)（例如EV電動(dòng)機(jī)）都是使用常規(guī)制造工藝和有限的原始合金生產(chǎn)的。這些系統(tǒng)的報(bào)廢處理在最初的設(shè)計(jì)階段很少被廣泛考慮，因此其中許多最終都被填埋了。在未來幾年中，隨著電機(jī)產(chǎn)量的必然增長，這些有限的原材料合金將呈指數(shù)級(jí)消耗，給汽車，航空航天和可再生能源等行業(yè)帶來壓力。

Miscandlon談到需要回收原材料時(shí)補(bǔ)充說：“我們需要在設(shè)計(jì)具有出色性能的電機(jī)之間取得平衡，同時(shí)確保還可以回收這些材料以進(jìn)一步使用。我們必須絕對(duì)朝著清潔能源解決方案和電氣化方向發(fā)展，但至關(guān)重要的是，我們必須盡早考慮這些決策的長期影響。”

重新設(shè)計(jì)用于3D打印的電氣系統(tǒng)

除了在開發(fā)英國供應(yīng)鏈時(shí)考慮到使用壽命終止的項(xiàng)目外，項(xiàng)目合作伙伴還將徹底重新設(shè)計(jì)某些電氣系統(tǒng)，其中一些電氣系統(tǒng)將重新設(shè)計(jì)用于3D打印。其中包括一組用于EV電動(dòng)機(jī)和eVTOL車輛的線圈。電動(dòng)機(jī)的性能主要受到其耗散能量損失的能力的限制，我們稱其為“不必要的熱量”。就目前而言，由于不良的散熱，大多數(shù)現(xiàn)代電動(dòng)機(jī)中的電氣繞組是主要的性能瓶頸，節(jié)流的能量效率，功率密度和轉(zhuǎn)矩密度。因此，線圈冷卻系統(tǒng)的改進(jìn)可以幫助將電動(dòng)汽車提升到新的應(yīng)用水平。

該項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)將與兩個(gè)未具名的工業(yè)合作伙伴一起，通過重新設(shè)計(jì)和3D打印具有集成冷卻通道的銅卷，來證明金屬增材制造在該應(yīng)用中的適用性。使用粉末床融合技術(shù)生產(chǎn)的線圈將與液冷星點(diǎn)兼容，以改善散熱。將評(píng)估冷卻通道的可行性，以期促進(jìn)電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)者和制造商之間的對(duì)話。Miscandlon總結(jié)道：“通過FEMM集線器，我們正在重新設(shè)計(jì)電機(jī)，以確保它們能夠?qū)崿F(xiàn)最佳性能，并在此過程中應(yīng)對(duì)關(guān)鍵挑戰(zhàn)，從而使我們處于從一開始就考慮再制造的首要位置。”

安裝在定子部分上的一組3D打印銅線圈的概念

隨著可持續(xù)性逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，關(guān)于3D打印行業(yè)中循環(huán)經(jīng)濟(jì)的討論正在日益發(fā)展。來自德國聯(lián)邦材料研究與測試研究所的研究人員最近開發(fā)了一種使用白蟻垃圾的可持續(xù)性新型3D打印材料。結(jié)合了昆蟲留下的粉狀木材和糞便，該團(tuán)隊(duì)得以配制出可重復(fù)使用的原料，用于粘合劑噴射3D打印。

在其他地方，汽車制造商雷諾（Renault）最近宣布建立“重新工廠”（Re-Factory），這是一家專門致力于可持續(xù)汽車生產(chǎn)的工廠。該制造廠位于巴黎附近，將致力于通過回收和改造車輛來減少浪費(fèi)，并提供3D打印的備件服務(wù)。