Bağlayıcının ikinci işi
Tozdan basılan manyetik parçanın içinde bağlayıcıdan bir iz kalıyor: karbon. Communications Materials’daki yeni deneyde bu iz, üretimden kalan bir ayrıntı olmaktan çıkıp elektrik özdirencini değiştiren bileşen hâline geliyor. Çalışmanın mühendislik katkısı, karmaşık biçimli bir parçayı üretirken manyetik alan değişimine karşı düşük direnci ve elektrik akımına karşı yüksek direnci birlikte elde etmesi. Bunlar aynı direnç değil; kayıp hesabında ayrı işler yapıyorlar.[1]
Üretim zinciri tozu bağlayıcı püskürterek biçimlendiriyor, ardından yüksek sıcaklıkta sinterliyor. Numuneler 1.475 °C’de 5 saat tutuldu. Demir, kobalt, nikel ve krom içeren alaşımda bağlayıcıdan gelen karbon çözündü; ayrı karbür parçacıkları yerine homojen bir yapı oluştu. Araştırmacılar büyük taneler, çok düşük artık gerilme ve yaklaşık %0,03 gözeneklilik bildirdi. Üretim yönteminin etkisini anlamak için yalnız son biçime değil, bu iç yapıya bakmak gerekiyor.[1]
Manyetik alanın yönünü çevirmek için gereken alan küçüldüğünde çevrimdeki histerezis kaybı da sınırlanabiliyor. Halka ölçümünde koersivite 15 A/m olarak verildi; başka karakterizasyon düzeninde yaklaşık 30 A/m bulundu. İki sayıyı birbirinin doğrulaması gibi okumak yanıltıcı olur. Numune biçimiyle ölçüm düzeni farklıdır. Düşük koersivite iddiası güçlü olsa da karşılaştırmayı taşıyan birim kadar deneyin nasıl yapıldığı da görünür kalmalı.[1]
Aynı parçada iki kayıp yolu
Elektrik özdirenci 146 mikroohm santimetreye çıktı; döküm karşılaştırmasının iki katından fazlası. Çözünmüş karbon elektron saçılmasını artırıyor. Değişen manyetik alanın metal içinde oluşturduğu girdap akımlarını böyle sınırlamak mümkün. Ayrı parçacıkların manyetik bölge duvarlarını engelleyebileceği bir çözüm yerine karbonu yapı içinde tutmak, elektrik ve manyetik özelliklerin aynı yönde iyileşmesini mümkün kılan tasarım tercihi. Bunun başka alaşımlarda aynı sonucu vereceği henüz gösterilmiş değil.[1]
İki yolun ortak sınavı toplam manyetik kayıp. Makalede 1 T ve 50 Hz koşullarında 1,62 W/kg ölçüldü; demir-silisyum karşılaştırması 2,05 W/kg verdi. Bu sayı bir motorun elektrik tüketimi değil, belirli koşullardaki özgül malzeme kaybı. Karşılaştırma aynı alan ve frekansta anlamlı. Akı yoğunluğu, frekans veya parça geometrisi değiştiğinde bu iki değerin oranını bütün aygıta taşıyamayız.[1]
Denge bütünüyle bedelsiz değil. Doyum akı yoğunluğu yaklaşık 1,4 T; döküm karşılaştırmasının yaklaşık 1,5 T değerinin altında. Bir tasarım daha yüksek akı gerektiriyorsa düşük kaybın yanına bu sınırı da koymalı. Böylece alaşımı tek bir sıralamanın kazananı ilan etmek yerine, hangi çalışma noktasına uygun olduğunu sorarız. Güçlü yanı ölçülmüş; kullanım alanı ise o çalışma noktasının diğer koşullarıyla birlikte seçilecek.[1]
Statorun sonrasındaki sınav
Karmaşık biçimli örnek bir stator üretilmesi, yöntemin düz numuneyle sınırlı olmadığını gösteriyor. Fakat üretimdeki büzülme son boyutları etkiliyor. Basılabilir bir biçim, çalışan motorun gereken ölçü toleranslarıyla otomatik olarak aynı şey değil. Geometriyi son hâline taşıyan süreç, manyetik özelliği korurken denetlenmeli. Buradaki eksik halka yalnız daha büyük bir parça basmak değil; tasarlanan biçimin üretimden hangi sapmalarla çıktığını izlemek.[1]
200 °C’de 100 saatlik hızlandırılmış deney belirgin bozulma göstermedi. Bu, tanımlı bir dayanıklılık sınavını geçtiği anlamına geliyor; çalışma ömrü garantisi vermiyor. Motor geliştiricisi için sıradaki anlamlı karşılaştırma, aynı geometri ve çalışma koşullarında malzeme kaybını, sıcaklık davranışını ve bütün aygıt verimini birlikte ölçmek. Bu sınavda başka kayıplar baskın çıkarsa, malzemedeki kazancın motorun toplamına katkısı daha küçük kalabilir.[1]
Yeniden kurulabilen fikir şu: üretim yardımcısının bıraktığı karbon, akımı sınırlarken manyetik dönüşü zorlaştırmayacak biçimde malzemeye katılıyor. Makale bu mekanizma için üretim ve ölçüm zinciri sunuyor. Bugün eldeki sonuç, laboratuvarda sınanmış bir alaşım ve basılmış örnek parça. Motor düzeyindeki tasarrufu belirleyecek olan, aynı zincirin bütün bir aygıtta korunup korunmadığı. Üretimden kullanım yerine geçişin hesabı burada başlıyor.[1]