Con 25 millones de euros en nueva financiación y técnicas innovadoras de impresión 3D, investigadores y startups ya están logrando un 98 % de eficiencia en motores eléctricos, al tiempo que reducen drásticamente la necesidad de minerales críticos y raros
El esfuerzo por desvincular la producción de vehículos eléctricos de los volátiles mercados de tierras raras está encontrando un nuevo catalizador tecnológico en la impresión 3D. Impulsado por los recientes descubrimientos del Consejo Nacional de Investigación de Canadá y una nueva inversión de 25 millones de euros en el fabricante de motores en fase inicial Additive Drives, el sector avanza hacia diseños de motores que alcanzan una eficiencia del 98%. Estos avances sugieren que la fabricación aditiva podría ser la clave para asegurar la cadena de suministro de los vehículos eléctricos, reduciendo significativamente, o eliminando por completo, la necesidad de minerales esenciales.
En Canadá, científicos del Consejo Nacional de Investigación de Canadá (NRC) acaban de publicar un informe sobre su trabajo para ampliar los límites del diseño de motores eléctricos explorando la impresión 3D y las técnicas de optimización topológica. En las instalaciones del Consejo en Boucherville (Quebec), los investigadores utilizan la fabricación aditiva por pulverización en frío para producir componentes de imanes permanentes con geometrías complejas y gran resistencia mecánica, que no requieren ensamblaje y pueden incorporar una menor cantidad de elementos de tierras raras. Combinando la fabricación aditiva con herramientas de optimización topológica guiadas por algoritmos de aprendizaje automático, el equipo está creando geometrías de motor más ligeras, compactas y eficientes en el uso de materiales.
Los investigadores también están explorando composiciones magnéticas alternativas, como samario-hierro-nitrógeno y samario-cobalto, que pueden funcionar a altas temperaturas con menos dependencia del neodimio de tierras raras.
«El potencial de la optimización topológica combinada con la fabricación aditiva es enorme», afirman los investigadores del NRC Jean-Michel Lamarre y Fabrice Bernier.» Con estos enfoques, podemos crear nuevas geometrías de motor que pueden reducir significativamente o incluso eliminar la necesidad de elementos de tierras raras, reducir los costes de fabricación y mejorar la relación potencia-peso del motor y la eficiencia global.»
Su trabajo no sólo pretende estabilizar los costes de producción y reducir el consumo de materiales, sino también estimular la adopción de métodos de diseño avanzados en los sectores del transporte y las tecnologías limpias.
En el sector industrial, Additive Drives, especialista alemán en motores eléctricos, acaba de obtener una financiación de más de 25 millones de euros del inversor ecológico Nordic Alpha Partners, que ha adquirido una participación minoritaria en la empresa, así como financiación adicional de AM Ventures, que ya era su avalista. La empresa comercializa motores eléctricos de alta eficiencia fabricados mediante procesos de fabricación aditiva que no utilizan materiales de tierras raras.
Los motores impresos en 3D propiedad de Additive Drives están diseñados para proporcionar hasta un 98% de eficiencia energética, lo que reduce significativamente la pérdida de energía en comparación con los diseños tradicionales. La ausencia de materiales de tierras raras, según la empresa, ayuda a reducir los riesgos relacionados con el suministro, además de apoyar objetivos de sostenibilidad más amplios. Con la nueva financiación, Additive Drives planea aumentar la producción y expandirse a aplicaciones de alto crecimiento en centros de datos, movilidad eléctrica, fabricación avanzada y otros sectores de alto consumo energético. La empresa afirma que puede producir prototipos funcionales en unas tres semanas, una velocidad que contrasta con los largos plazos de entrega típicos de la fabricación convencional de motores.
Additive Drives afirma contar con varios grandes clientes industriales entre sus primeros usuarios y mantener la rentabilidad desde las primeras fases. Su tecnología refuerza el impulso comercial de las soluciones de electrificación sin el uso de tierras raras.
En conjunto, estos esfuerzos científicos y comerciales ilustran un ecosistema emergente en el que la fabricación aditiva desempeña un papel central en la remodelación del diseño de motores eléctricos. Al permitir geometrías complejas, estructuras eficientes en cuanto a materiales y una menor dependencia de minerales esenciales, los observadores del sector afirman que la impresión 3D puede abrir nuevas fronteras de rendimiento para los motores eléctricos, al tiempo que favorece unas cadenas de suministro mundiales más resistentes y sostenibles.
Fuente: all3dp.com
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