Grant: Alliance Grants

The aviation industry must electrify in order to reduce its carbon footprint. This electrification requires electric motors and generators with high-power density that must operate at high-speed and high-temperature, which disqualifies conventional materials such as Neodinium-Iron-Boron (NdFeB), as well as conventional electrical machine architectures. New materials and/or types of electric motors must be explored, which also requires reviewing traditional manufacturing processes.This project aims to push the limits of the cold spray process to manufacture rotors of electrical machines of innovative architecture from materials that can operate at high-temperature (~300 degrees Celcius) without loss of performance or rapid degradation (composites of samarium-cobalt + aluminum and/or copper alloys). Cold spraying is therefore expected to be a manufacturing technique capable of removing the technological obstacles to a new generation of high-power density engines for aeronautics.The project will strengthen Quebec and Canada's expertise in additive manufacturing by cold spraying. The new knowledge acquired will allow Canada to better position itself in the growing market of transport electrification, either by marketing of new products (engines for aeronautics), by developing new fabrication processes, or by improving the capabilities of electric motor design software tools, with direct feedback of a multi-disciplinary team. L'industrie de l'aviation doit s'électrifier afin de réduire son empreinte carbone. Cette électrification requiert des moteurs et génératrices électriques à haute densité de puissance qui doivent opérer à haute vitesse et haute température, ce qui disqualifie les matériaux classiques comme le Neodinium-Fer-Bore (NdFeB), de même que les architectures classiques de machines électriques. De nouveaux matériaux et/ou types de moteurs électriques doivent être explorées, ce qui demande aussi de revoir les procédés de fabrication traditionnels.Ce projet vise à repousser les limites du procédé de projection à froid (« cold spray ») pour fabriquer des rotors de machines électriques d'architecture innovatrice à partir de matériaux pouvant opérer à haute température (~300 degrés Celcius) sans perte de performance ni dégradation rapide (composites de samarium-cobalt + aluminium et/ou alliages de cuivre). La projection à froid est donc pressentie comme technique de fabrication pouvant lever les verrous technologiques d'une nouvelle génération de moteurs à haute densité de puissance pour l'aéronautique.Le projet permettra de renforcer l'expertise québécoise en fabrication additive par projection à froid. Les nouvelles connaissances acquises permettront au Canada de mieux se positionner place dans le marché croissant de l'électrification des transports, soit en commercialisant de nouveaux produits (moteurs pour l'aéronautique), en développant de nouveaux procédés de fabrication, ou en améliorant les capacités de ses logiciels de conception de moteurs électriques, avec une rétroaction directe d'une équipe multi-disciplinaire.