Устойчивые 3D-печатные магниты

Постоянные магниты используются во многих электрических приложениях, от ветряных турбин и электродвигателей до датчиков. Производство этих магнитов обычно включает спекание или литье под давлением. Но из-за растущей миниатюризации электроники и более строгих требований, предъявляемых к магнитным компонентам с точки зрения геометрии, традиционные методы производства часто не работают. Однако технологии аддитивного производства обеспечивают необходимую гибкость формы, позволяя производить магниты с учетом требований конкретного применения.

Исследователи изготовили супермагниты с помощью технологии лазерной 3D-печати. В этом методе используется порошкообразная форма магнитного материала, который наносится слоями и расплавляется для связывания частиц, в результате чего компоненты полностью состоят из металла. Процесс был развит до стадии, когда магниты можно печатать с высокой относительной плотностью, контролируя их микроструктуру.

Первоначальным направлением исследований было производство неодимовых (NdFeB) магнитов. Благодаря своим химическим свойствам неодим используется в качестве основы для многих сильных постоянных магнитов, которые являются важными компонентами компьютеров и смартфонов. В других приложениях, таких как электрические тормоза, магнитные переключатели и некоторые системы электродвигателей, сильная сила магнитов NdFeB не нужна, а также нежелательна.

Магниты из железа и кобальта (Fe-Co) представляют собой многообещающую альтернативу магнитам NdFeB в двух отношениях:добыча редкоземельных металлов является ресурсоемкой и неустойчивой, а переработка таких металлов все еще находится в зачаточном состоянии. Но магниты Fe-Co менее вредны для окружающей среды. Редкоземельные металлы также теряют свои магнитные свойства при более высоких температурах, в то время как специальные сплавы Fe-Co сохраняют свои магнитные свойства при температурах от 200 до 400 °C и демонстрируют хорошую температурную стабильность.