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Additive Drives: Effizientere Motoren mit 3D-Druck-Bauteilen

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Cleantech-Startup druckt Bauteile wie Spulen und beschleunigt Entwicklung von Elektromotoren.

Additive Drives, ein junges Cleantech-Startup aus Dresden, will Elektromotoren für unterschiedlichste Anwendungen effizienter machen – und deren Entwicklung deutlich beschleunigen. Möglich machen es Bauteile, die in einem speziellen 3D-Drucker gefertigt werden sollen. Beispielsweise Kupferwicklungen als wichtige Komponente jedes Elektromotors. Gespräche mit OEMs aus der Automobilindustrie laufen bereits.

Das Cleantech-Startup Additive Drives wurde erst vor einem Monat offiziell gegründet. „Wir denken den Elektromotor neu“, versprechen die Gründer um Geschäftsführer Dr. Jakob Jung. Der technischer Hintergrund klingt komplex: Bislang ist die maximale Abgabeleistung eines Elektromotors wegen seiner Erwärmung stark limitiert. Weil beispielsweise Nuten nur maximal zur Hälfte mit Kupfer befüllt werden können, entstehen Hohlräume – und Wärmeverluste.

Additive Drives hingegen ist beim Design des Leiters frei, kann diesen an jede Nutform anpassen. So wird der Kupferanteil in der Nut erhöht. Der maximale Querschnitt der Windung steigt, der elektrische Widerstand wird minimiert. „Insgesamt lässt sich die Abgabeleistung des Elektromotors dadurch um bis zu 45 Prozent steigern“, verspricht Jakob Jung. Für die Elektromobilität bedeutet dies einen gewaltigen Sprung.

Neben dem generellen Potenzialgewinn bei der Effizienz, ergeben sich damit auch Verbesserungen in der Entwicklung. Bei der sogenannten Hairpin-Wicklung sind besonders viele Biege- und Schweißprozesse nötig. Dadurch dauert eine solche Wicklung gewöhnlich durchaus ein halbes Jahr und länger. „Wir verkürzen diesen Zeitraum auf wenige Wochen, und helfen so die Entwicklung von Elektromotoren zu beschleunigen“, so Jung.

Auf der Webseite hat Additive Drives mehrere Anwendungsprojekte aufgeführt: Darunter ein Rennsportmotor, der in Zusammenarbeit mit der TU Freiberg entstand und 3D-gedruckte Einzelspulen enthält. Auch die Pedelecs des Dresdener Cleantech-Startups Binova fahren mit Elektromotoren, die gedruckte Bauteile enthalten.

3D-Drucker erlaubt Elektromotor-Kleinserien

Kurz vor der Gründung der GmbH im Sommer 2020 haben die Unternehmer einen passenden 3D-Drucker erworben, der etwa mindestens einen hohen fünfstelligen Betrag gekostet haben dürfte. Jetzt, so sagen sie, sind sie in der Lage, Kleinserien ihrer Bauteile anzufertigen. Die Grenze liegt bei Motoren mit einem Megawatt, der Fokus liegt aber auf Leistungsbereichen um 100 Kilowatt – also etwa Traktionsmotoren für Autos oder E-Antriebe für Hybride.

Für und gemeinsam mit Herstellern will das junge Unternehmen in Zukunft weitere Entwicklungen vorantreiben – einerseits lassen sich neben den Spulen auch weitere, ähnliche Bauteile im 3D-Druckverfahren herstellen. Andererseits kann der Aufbau eines Elektromotors im Inneren durch die neuen Möglichkeiten auch neu gedacht werden.

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