开姆尼茨理工大学电能转换系统和驱动器教授职位的研究人员首次在 3D 打印用于控制电机的电力电子元件外壳方面取得了成功。在打印过程中，碳化硅芯片被放置在外壳上的指定点。

约翰内斯·鲁道夫 (Johannes Rudolph) 是开姆尼茨科技大学电能转换系统和驱动器教授的研究员，他观察了电力电子元件外壳的 3D 打印。图片来源：雅各布·穆勒

与该教授于 2018 年在汉诺威工业博览会上首次展示的由铁、铜和陶瓷制成的印刷电机一样，陶瓷和金属浆料也用于外壳的 3D打印。

“这些是在印刷过程之后烧结在一起的——这就是它们与压印芯片的特别之处，”电能转换系统和驱动器教授的负责人 Ralf Werner 教授说。

“陶瓷用作绝缘材料铜用于接触场效应晶体管的栅极、漏极和源极区。接触通常边长小于 1 毫米的栅极区域特别具有挑战性，”电力电子学教授的负责人 Thomas Basler 博士补充道，他的团队通过原型的初始功能测试支持该项目。

继 2017 年在汉诺威工业博览会上展出的开姆尼茨理工大学印刷的陶瓷绝缘线圈和印刷电机之后，现在还可以使用能够承受 300°C 以上温度的驱动组件。

对更耐温的电力电子设备的需求是显而易见的，因为传统上，电力电子元件的外壳安装在尽可能靠近发动机的地方，因此应该具有同样的耐高温性。

由帮助开发 3D 打印工艺的 Johannes Rudolph 领导的一个研究小组在最近几个月生产了几个基于增材封装的碳化硅功率半导体的原型。

除了出色的耐温性外，这项技术还具有其他优势。

科学家们预计，芯片的两侧、平面和无焊料接触将在负载循环次数方面延长使用寿命，并提高芯片的冷却效果和可用性。

由于陶瓷与塑料相比具有更高的导热性以及 3D 打印常见的设计自由度，因此很容易在外壳及其表面上实现特殊调整的冷却几何形状。