在电动汽车与高端装备领域,电机核心部件的性能往往受限于商用合金材料的种类。德国阿伦应用科技大学(Hochschule Aalen)材料研究所(IMFAA)在Prof. Dr. Dagmar Goll的领导下,引入了一套由AMAZEMET公司生产的新型“rePowder”超声雾化设备,旨在解决这一关键材料短缺问题。该设备是名为“alADDin”的大型科研装置项目的一部分,将为能源转换器、储能系统及硬质合金等高端应用提供定制化的高性能合金研发平台。
这套价值320万欧元的设备获得了巴登 - 符腾堡州“高校大型科研设备”计划的专项资助,资金部分来自州财政及欧洲区域发展基金(EFRE)。Prof. Dr. Goll指出,该设备为真正的材料创新奠定了坚实基础,团队现在能够利用纯元素或预合金,在极小批量下开发出具有极高品质的全新材料,特别适用于高度专业化的应用场景。
该技术的核心在于将精密性与高效性完美结合。金属原料通过等离子或感应加热熔化后,被引导至超声驱动的声头,高频振动将液态金属雾化成微小液滴,冷却后形成球形粉末。根据超声频率的不同,可制备粒径在30至100微米的颗粒,这恰好是3D打印的理想尺寸。IMFAA博士生Felix Trauter解释道:“球形度对于粉末的均匀流动和精密加工至关重要。我们能制造出具有精确界定性能、市面上无法买到的定制化合金。”
得益于感应或等离子熔炼配置,该设备几乎能处理所有类型的金属。在最高3000摄氏度的温度下,从铝到高活性特种合金乃至钨,几乎所有材料均可加工,甚至包括月球尘埃等极端材料。研究员Dr. Thomas Kresse表示:“我们在储能、电机和发电机研究中需要具有特定磁学或力学性能的材料。过去我们只能退而求其次使用现有材料,现在我们可以自主开发所需材料。”
此外,该设备还支持基于“摇篮到摇篮”(Cradle-to-Cradle)原则的直接回收。打印过程中产生的支撑结构等废料可无损转化为高质量原料,重新投入特种应用的生产循环。Trauter强调,这种闭环模式不仅实现了资源的高效利用,还大幅缩短了材料研发的迭代周期。
对于中国制造业而言,德国高校在材料“源头定制”与“全生命周期循环”上的深度布局,提示我们在高端电机与储能材料领域,从单纯采购转向自主研发与绿色闭环制造,将是提升产业链核心竞争力的关键路径。
