Özellikle e-mobilite, havacılık ve uzay araştırmaları alanlarında daha verimli elektrik motorlarına olan talebin artmasıyla birlikte, rotor ve stator tasarımında hafiflik mühendisler için en önemli öncelik haline gelmiştir. Yeni malzemeler ve tasarım yenilikleri, motor verimliliği, enerji tasarrufu ve sürdürülebilirlik yaklaşımımızı dönüştürmektedir. Burada, Motion Mechatronics'in baş danışmanı ve CWIEME Berlin'in danışma kurulu üyesi John Morehead, rotor ve stator hafifleştirme alanındaki gelişmeleri ve elektrikli motor teknolojisinin geleceğini incelemektedir.

Sürekli gelişen elektrikli motor teknolojisi alanında, hafifleştirme yönündeki çabalar, tasarım ve üretimi etkileyen kritik bir faktör olarak ortaya çıkmıştır. Endüstriler sürdürülebilirliği giderek daha fazla öncelik haline getirirken, elektrik motorlarında ağırlığı azaltmanın faydaları sadece verimlilikle sınırlı kalmıyor; performansın artırılması, maliyetlerin düşürülmesi ve daha yeşil bir geleceğe katkıda bulunulmasında da önemli bir rol oynuyor.

İstatistikler, 2024 yılında küresel EV pazarının 786,2 milyar dolarlık bir gelir elde etmesinin beklendiğini gösteriyor. Önümüzdeki beş yıl içinde pazarın yıllık %6,63'lük istikrarlı bir büyüme oranını sürdürmesi ve 2029 yılına kadar pazar hacminin 1.084 milyar dolara ulaşması beklenmektedir. Ayrıca, aynı yıl içinde satışların 18,84 milyon araca ulaşacağı tahmin edilmektedir, bu da sektörün sağlam ve sürdürülebilir büyümesini vurgulamaktadır.

Ağırlık azaltma

Elektrik motorlarında odaklanılması gereken temel alanlardan biri ağırlığın azaltılması olmalıdır. Elektrik motorları, esas olarak metal bileşenlerden üretildikleri için ağır olma eğilimindedir ve güç çıkışı arttıkça bu ağırlık sorunu da büyümektedir. Deneyimlerime göre, elektrik motorlarının sadece daha küçük ve daha hafif olması değil, aynı zamanda güç ve tork açısından daha hızlı ve daha yoğun olması da büyük önem taşımaktadır. Son on yılda, e-mobilitenin yükselişi bu sektörü önemli ölçüde etkilemiştir. Ondan önce, hafifleştirmeye çok fazla önem verilmiyordu.

E-mobilitenin özellikle iki tekerlekli araçlarda ve küçük ticari araçlarda yaygınlaşmasıyla, elektrik motorlarında ağırlığı azaltmaya odaklanmak kritik hale geldi. Bu, sadece pil ömrünü uzatmak için değil, aynı zamanda daha küçük uygulamalarda esnekliği ve kullanılabilirliği artırmak için de çok önemlidir. Havacılık sektörü de ağırlığın çok önemli olduğu elektrikli havacılıkta büyük adımlar atmaktadır. Bu üst düzey odaklanmanın ortaya çıkardığı yenilikler ve uygulamalar, elektrikli motor endüstrisinin geneline yayılacaktır.

Ağırlığın azaltılması, maliyet tasarrufu ve karbon emisyonlarında önemli bir azalmaya da yol açabilir. Bu, günümüz endüstrisinde acil ve sürekli artan bir endişe konusudur. Ayrıca, döngüsel ekonomiye olan ilgi giderek artmaktadır ve elektrikli motor üreticilerinin ürünlerini yeniden kullanılabilirlik ve geri dönüştürülebilirlik göz önünde bulundurarak tasarlamaya başladığını görüyorum.

Start-up'ların ortaya çıkışı

Sektörü etkileyen bir diğer alan ise start-up'ların ortaya çıkmasıdır. Tarihsel olarak, elektrik motoru sektöründeki start-up'ların ilgi çekmesi oldukça zordu. Müşterilerin kanıtlanmamış kuruluşlarla çalışmaya isteksizliği nedeniyle birçok yeni şirket ticari siparişler almakta zorlanıyordu. Ancak durum değişti. E-mobilite ve elektrikli havacılıkta yeniliği yönlendiren şirketlerin çoğu nispeten yenidir. Start-up'larla işbirliği yapmaya ve teknolojilerini geliştiren yenilikçi bileşenleri kullanmaya daha açıktırlar.

Bu değişim, yeni motor teknolojisi şirketlerinin pazara girmesini kolaylaştırdı. Sadece on yıl önce, eksenel akı motorları gibi kavramlar nispeten niş bir alandı, ancak şimdi büyük ölçüde e-mobilite sayesinde popülerlik kazanıyorlar. Eksenel akı tasarımlarının üretilebilirliği hala zorluklar yaratıyor olsa da, özellikle üretimi kolaylaştıran yeni yumuşak manyetik kompozit malzemelerle birlikte hızlı gelişmeler ufukta görünüyor.

Yeni malzemeler

Elektrik motoru endüstrisi hızlı bir dönüşüm sürecinden geçiyor. Uzun süredir dökme demir gibi geleneksel malzemelere güvenen şirketler, motor muhafazaları için alüminyum gibi alternatifleri keşfetmeye başlıyor. Alüminyum, endüstriyel uygulamaların yüzde 90'ından fazlası için yeterli dayanıklılık sağlayabilir.

Karbon nanotüpler gibi tamamen yeni malzemeler ve 3D baskı teknolojisindeki gelişmeler de heyecan verici gelişmelerdir. Motor statorları için 3D baskı henüz seri üretimde yaygın olarak kullanılmasa da, motor üretiminde devrim yaratma potansiyeli açıktır. Ayrıca, elektrostatik motorlar gibi yenilikler, ağırlık azaltma ve malzeme verimliliği konusunda sınırları zorlamaktadır.

Motorlar ve kontrol teknolojilerinin birleşmesi bir başka önemli trend. Mikroişlemci gücü, güç elektroniği ve sofistike yazılım algoritmalarının entegrasyonu, belirli sınırlamaları etkili bir şekilde ele alabilen daha yüksek performanslı motorların tasarımına olanak tanıyor. Bu yakınsama, endüstriyi tamamen elektromekanik odaklı bir yaklaşımdan, elektronik ve yazılımı da içeren daha bütünsel bir yaklaşıma dönüştürerek motorların genel performansını ve verimliliğini artırıyor.

Havacılık ve Uzay

Elektrikli motor teknolojisindeki gelişmeler, havacılık ve uzay sektörlerini derinden etkiliyor. Örneğin, elektrikli havacılık hızla büyümeye devam ederken, ağırlık azaltma elektrikli motorların tasarımında kritik bir faktör haline geliyor. Bu eğilim, performanstan ödün vermeden motorların ağırlığını önemli ölçüde azaltabilecek yenilikçi tasarımlar ve malzemeler keşfetmemizi sağlıyor.

Uzay sektöründe, SpaceX gibi yeni girenler inovasyonu teşvik ediyor. Uzun süredir sektörü domine eden geleneksel, muhafazakar yaklaşımlara meydan okuyorlar. Start-up'lar artık en son teknolojileri benimsemeye daha istekli, bu da bizi elektrikli motor tasarımlarını ve uygulamalarını yeniden düşünmeye teşvik ediyor. Yerleşik firmalar ve yeni girenler arasındaki bu işbirliği ortamı heyecan verici gelişmelere yol açıyor ve sonuçta elektrikli tahrik sistemlerini havacılık ve uzay için daha verimli ve uygulanabilir hale getiriyor.

Döngüsel ekonomi

Döngüsel ekonomi, üreticileri ürünlerinin yaşam döngüsünü yeniden düşünmeye teşvik ederek elektrik motoru üretiminde önemli bir rol oynamaktadır. Geçmişte, elektrik motoru üreticileri genellikle ürünlerini geri dönüştürülebilirlik göz önünde bulundurarak tasarlamazlardı. Ancak, şirketlerin artık sadece yeniden kullanılabilir değil, aynı zamanda daha yüksek derecede geri dönüştürülebilir elektrik motorları üretmeye odaklandıkları bir eğilim artmaktadır. Bu değişim, üretim sürecinde atık ve kaynak tüketimini azaltmaya yardımcı olduğu için çok önemlidir.

Örneğin, tasarımları ve malzemeleri optimize ederek, üreticiler hammadde kullanımını en aza indirebilir ve bu da karbon emisyonlarının azaltılmasına katkıda bulunur. Ayrıca, teknolojideki gelişmelerle, motorun yaşam döngüsünün sonunda bileşenleri geri dönüştürmek ve malzemeleri geri kazanmak için yenilikçi yollar keşfedebiliriz. Bu yaklaşım, çevresel sürdürülebilirlik hedefleriyle uyumlu olmakla kalmaz, aynı zamanda üretimde maliyet tasarrufu ve verimlilik artışı için fırsatlar da sunar. Genel olarak, elektrikli motor üretimine döngüsel ekonomi ilkelerini entegre etmek, daha sürdürülebilir ve sorumlu bir endüstriye doğru atılmış önemli bir adımdır.

Geleceğe bakın

Elektrik motoru endüstrisinin geleceği son derece umut verici. Pazara yeni oyuncuların girmesi ile birlikte, çok sayıda yenilik görmeyi bekleyebiliriz. Mevcut büyük motor şirketleri uzun bir geçmişe sahip olabilir, ancak yeni bakış açıları ve yenilikçi teknolojiler getiren yeni kurulan firmaların rekabetiyle karşı karşıyalar.

İlerledikçe, entegre kontrollere sahip daha fazla elektrik motoru görmeyi bekleyebiliriz. Motor performansını optimize etmede yazılımın önemi ne kadar vurgulanırsa vurgulanamaz. Teknolojik ilerlemenin hızlandığı bir noktadayız ve bugün pahalı ve egzotik görünen şeyler, önümüzdeki on yıl içinde sıradan hale gelebilir. Endüstri yeni malzemeler, tasarımlar ve entegrasyon stratejilerini benimsedikçe, elektrik motorlarının daha hafif, daha verimli ve endüstriyel kullanımlardan kişisel mobilite çözümlerine kadar çeşitli uygulamalarda giderek daha entegre hale geldiği bir gelecek göreceğiz.

19-21 Mayıs tarihleri arasında gerçekleşecek ve önde gelen bobin sarım ve elektrikli üretim uzmanlarını bir araya getirecek CWIEME Berlin 2026'yailgi duyduğunuzu belirtin.