Pesquisadores e startups criam motores elétricos impressos em 3D que reduzem drasticamente o uso de minerais raros
Com 25 milhões de euros em novos financiamentos e técnicas inovadoras de impressão 3D, pesquisadores e startups já alcançam 98% de eficiência em motores elétricos, ao mesmo tempo em que reduzem a necessidade de minerais críticos e raros.
O esforço para dissociar a produção de veículos elétricos dos voláteis mercados de terras raras está encontrando um novo catalisador tecnológico na impressão 3D. Impulsionado pelas recentes descobertas do Conselho Nacional de Pesquisa do Canadá e por um novo investimento de 25 milhões de euros na Additive Drives, fabricante de motores em fase de arranque, o setor está avançando em direção a projetos de motores que atingem 98% de eficiência. Esses avanços sugerem que a manufatura aditiva pode ser a chave para garantir a cadeia de suprimentos de veículos elétricos, reduzindo significativamente, ou eliminando totalmente, a necessidade de minerais essenciais.
No Canadá, os cientistas do Conselho Nacional de Pesquisa do Canadá (NRC) acabam de divulgar um relatório sobre o seu trabalhode expansão dos limites do design de motores elétricos, explorando técnicas de impressão 3D e otimização topológica. Na unidade do conselho em Boucherville, Quebec, os pesquisadores estão utilizando manufatura aditiva por pulverização a frio (cold spray) para produzir componentes de ímãs permanentes com geometrias complexas e alta resistência mecânica, que dispensam montagem e podem incorporar uma quantidade menor de elementos de terras raras. Ao combinar a manufatura aditiva com ferramentas de otimização topológica, orientadas por algoritmos de aprendizado de máquina, a equipe está criando geometrias de motor mais leves, mais compactas e mais eficientes em termos de material.
Os pesquisadores também estão explorando composições alternativas de ímãs, como samário-ferro-nitrogênio e samário-cobalto, que podem funcionar em altas temperaturas com menos dependência do neodímio de terras raras.
“O potencial da otimização topológica combinada com a manufatura aditiva é enorme”, afirmam os pesquisadores do NRC Jean-Michel Lamarre e Fabrice Bernier.” Com essas abordagens, podemos criar novas geometrias de motor que podem reduzir significativamente ou até mesmo eliminar a necessidade de elementos de terras raras, reduzir os custos de fabricação e melhorar a relação potência-peso e a eficiência geral do motor.”
O trabalho deles visa não apenas estabilizar os custos de produção e reduzir o consumo de materiais, mas também estimular a adoção de métodos de projeto avançados nos setores de transporte e de tecnologia limpa.
No setor industrial, a Additive Drives, especialista alemã em motores elétricos, acaba de captar um financiamento de mais de 25 milhões de euros do investidor do setor ecológico Nordic Alpha Partners, que adquiriu uma participação minoritária na empresa, além de financiamento adicional da AM Ventures, que já era sua patrocinadora. A empresa está comercializando motores elétricos de alta eficiência fabricados com processos de manufatura aditiva que não utilizam materiais de terras raras.
Os motores impressos em 3D de propriedade da Additive Drives são projetados para fornecer até 98% de eficiência energética, reduzindo significativamente a perda de energia em comparação com os projetos tradicionais. A ausência de materiais de terras raras, segundo a empresa, ajuda a reduzir riscos ligados ao fornecimento além de apoiar metas de sustentabilidade mais amplas. Com o novo financiamento, a Additive Drives planeja aumentar a produção e expandir para aplicações de alto crescimento em data centers, mobilidade eletrônica, manufatura avançada e outros setores com uso intensivo de energia. A empresa afirma que pode produzir protótipos funcionais em aproximadamente três semanas — uma velocidade que contrasta com os longos prazos de entrega típicos da fabricação de motores convencionais.
A Additive Drives afirma contar com diversos grandes clientes industriais entre seus primeiros adotantes e manter a rentabilidade desde as fases iniciais. Sua tecnologia reforça o impulso comercial por trás das soluções de eletrificação sem o recurso a terras raras.
Em conjunto, esses esforços científicos e comerciais ilustram um ecossistema emergente no qual a manufatura aditiva desempenha um papel central na reformulação do design de motores elétricos. Ao possibilitar geometrias complexas, estruturas eficientes em termos de materiais e menor dependência de minerais essenciais, os observadores do setor afirmam que a impressão 3D pode abrir novas fronteiras de desempenho para acionamentos elétricos e, ao mesmo tempo, apoiar cadeias de suprimentos globais mais resilientes e sustentáveis.
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