O GRUCAD teve um projeto selecionado no edital nº 08/2024 referente ao Programa CAPES/COFECUB. O projeto, proposto e coordenado pelo professor Laurent Bernard, consolida a parceria do GRUCAD com instituições francesas de pesquisa e visa desenvolver conhecimentos, ferramentas numéricas e experimentais para a otimização de máquinas elétricas utilizando materiais magnéticos impressos.

Iniciando em 2025, o projeto tem previsão de duração de 4 anos.

O objetivo da proposta é formar cientistas em um setor tecnológico promissor e reforçar a colaboração entre as instituições envolvidas UFSC-Florianópolis, UFSC-Joinville, (GRUCAD- Grupo de Concepção e Análise de Dispositivos Eletromagnéticos, IEB-Instituto de Engenharia Biomédica GREEN-Grupo de Energias Renováveis) , CentraleSupelec-França (GeePs-Group of Electrical Engeneering/Paris), Instituto Nacional Politécnico de Toulouse-França (LAPLACE-Laboratório de Conversão de Plasma e Energia).

Resumo do projeto:

A eficiência dos acionadores depende tanto dos materiais utilizados quanto das estruturas dos motores produzidos. Uma abordagem promissora consiste em usar otimização topológica para criar estruturas perfeitamente adaptadas às condições operacionais pretendidas. Ela permite encontrar uma distribuição ideal de múltiplos materiais que pode levar a designs únicos. As tecnologias de manufatura aditiva (AM) oferecem a capacidade de fabricar geometrias complexas a partir de vários materiais, incluindo ferromagnéticos. Elas oferecem uma oportunidade única para projetar novos conceitos assumindo que o desempenho dos materiais ferromagnéticos atinja o mesmo nível que o dos materiais tradicionais, especialmente no que diz respeito às perdas. No caso de máquinas elétricas miniaturizadas, a fabricação envolve diferentes classes de materiais e restrições mecânicas significativas, como tensões residuais. Os processos AM podem ser usados como uma alternativa para resolver um grande número de novos problemas, desde que os materiais atualmente desenvolvidos oferecem comportamento comparável com os materiais obtidos por fabricação convencional, permitindo a investigação de conceitos inovadores para as meso-estruturas a fim de controlar perdas por correntes de Foucault. Como parte do projeto OPTIMAT3D, serão projetados dois motores, primeiro um motor com fluxo radial e depois um motor de fluxo axial, que é mais ambicioso de projetar em termos de estrutura de estator. As especificações que serão levadas em consideração são as dos motores de bombas miniaturizadas para aplicações médicas. Uma aplicação particular que pode ser de interesse no futuro é a assistência ventricular de fluxo contínuo que tem apresentado resultados promissores e que é cada vez mais adotada em pacientes pediátricos.

O vídeo a seguir mostra as etapas do projeto e construção de um motor de ímãs permanentes para drones. A aplicação exige um motor de massa e volume reduzidos, por isso a a estrutura do motor foi otimizada e obtida por impressão 3D.

Este motor é fruto da colaboração entre o GRUCAD e o laboratório GREM3 (Groupe de Recherche en Electrodynamique) do Institut National Polytechnique de  Toulouse e a Université de Paris Sud, ambas na França. A cooperação se dá pelo projeto  CAPES-COFECUB Ph 930/19. A máquina, bem como o vídeo, foram
realizados pela equipe do GREM3.

Resultado de pesquisa aponta soluções para a indústria do aço e produção de máquinas elétricas.

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