Устойчивые 3D-печатные магниты: эко-решения точной формы для современной электроники

От ветряков и электродвигателей до сенсоров — постоянные магниты используются во многих электрических приложениях. Производство этих магнитов обычно включает спекание или литье под давлением. Но из-за возрастающей миниатюризации электроники и более строгих требований к магнитным компонентам по геометрии, традиционные методы производства часто оказываются недостаточными. Аддитивные технологии производства, однако, предлагают необходимую гибкость формы, позволяя производить магниты, адаптированные к требованиям конкретного приложения.

Исследователи изготовили супермагниты с помощью лазерной 3D-печати. Метод использует порошковую форму магнитного материала, наносимую слоями и расплавляемую для связывания частиц, в результате чего получаются компоненты из чистого металла. Процесс доведен до стадии, когда магниты можно печатать с высокой относительной плотностью при контроле их микроструктуры.

Первоначальный фокус исследования — производство неодимовых (NdFeB) магнитов. Из-за своих химических свойств неодим используется как основа для многих сильных постоянных магнитов, критически важных для компьютеров и смартфонов. В других приложениях, таких как электрические тормоза, магнитные выключатели и определенные системы электродвигателей, сильная сила NdFeB магнитов не нужна и даже нежелательна.

Железо-кобальтовые (Fe-Co) магниты представляют перспективную альтернативу NdFeB в двух отношениях: добыча редкоземельных металлов ресурсоемка и не устойчива, а переработка таких металлов еще в зачаточном состоянии. Но Fe-Co магниты менее вредны для окружающей среды. Редкоземельные металлы также теряют магнитные свойства при более высоких температурах, в то время как специальные Fe-Co сплавы сохраняют магнитную производительность при температурах 200–400 °C и демонстрируют хорошую температурную стабильность.