Marius Paul Behrendt, M. Sc.

Mitarbeiterprofil

• Forschungsthema - Additive Fertigung von elektrischen Maschinen
  Worum geht es bei deinem Forschungsthema?

  Die Forschung zur additiven Fertigung elektrischer Maschinen konzentriert sich auf neue Designfreiheiten, integrierte Kühlung und Materialeinsatz. Verfahren wie das selektive Laserschmelzen ermöglichen den Entwurf komplexer Geometrien. Herausforderungen sind dabei erhöhte Verluste durch zusätzliche Wirbelströme im leitfähigen Material und eine zeiteffiziente Dimensionierung von dreidimensionalen Maschinen. 

  Ich beschäftige mich am IAL hauptsächlich mit der additiven Fertigung von Synchron-Reluktanzmotoren. Ziel ist es dabei, im Vergleich mit konventionell hergestellten Maschinen Vor- und Nachteile der additiven Fertigung herauszuarbeiten und diese sowohl simulativ als auch am Prüfstand zu validieren. Zusätzlich geht es in meiner Forschung darum, Entwurfskonzepte für additiv gefertigte Maschinen zu erstellen, die auch auf andere Maschinenarten, wie permanentmagneterregte oder elektrisch erregte Synchronmaschinen, übertragbar sind.

  Warum ist das Thema wichtig?

  Durch den immer weiter verbreiteten Einsatz von 3D-Druck, bzw. additiver Fertigung, ergeben sich insbesondere im Prototypenbau von elektrischen Maschinen neue Möglichkeiten. Dafür ist es Notwendig, einen schnellen Entwurf der elektrischen Maschine zu ermöglichen, was wiederum grundlegende Kenntnisse zu additiv gefertigten Maschinen erfordert. Der wichtigste Unterschied zu konventionellen Maschinen ist die Ausprägung von zusätzlichen Wirbelströmen und damit höheren Verlusten in der Maschine. Durch geeignete Maßnahmen können diese Wirbelströme in additiv gefertigten Materialien verringert werden. Wie gut diese Maßnahmen funktionieren, muss derzeit in aufwendigen dreidimensionalen Simulationen ermittelt werden. Daher ist es sinnvoll, Berechnungsmethodiken zu entwickeln, mit denen die Berechnungsdauer deutlich verkürzt werden kann. Das gilt auch für andere dreidimensionale Entwurfsrichtlinien, die durch additive Fertigung ermöglicht werden, wie z.B. neuartige Schrägungen oder verbesserte Kühlungskonzepte.