可持续的3D打印超级磁铁

 
在格拉茨工业大学，首次使用基于激光的3D打印技术生产了超小型磁体。信用：IMAT – TU Graz从风力涡轮机和电动机到传感器和磁开关系统，永磁体在电气上有许多应用。这些磁体的生产通常涉及烧结或注射成型。但是由于电子器件的日益小型化和更严格的要求，就几何形状而言，这在磁性部件上产生了作用，这些传统的制造方法经常会短缺。然而，增材制造技术可提供所需的形状灵活性，从而能够生产出符合相关应用需求的磁体。
量身定制的磁铁
格拉茨大学的研究人员与维也纳大学和弗里德里希-亚历山大大学埃尔兰根-纽伦堡大学(FAU)的同事以及格拉茨的Joanneum Research团队合作，现已成功地利用基于激光的激光器制造了超级磁体3-D打印技术。该方法使用磁性材料的粉末形式，将其分层施加并熔化以粘合颗粒，从而得到纯金属制成的组件。现在，科学家团队已经将该工艺开发到了一个阶段，在此阶段，他们可以打印出相对高密度的磁体，同时仍设法控制其微观结构。 “这两种功能的结合可以有效地利用材料，因为这意味着我们可以根据应用精确地调整磁性能，”格拉茨大学材料科学研究与连接研究所的Siegfried Arneitz和Mateusz Skalon解释说。
该研究小组的最初重点是钕(钕铁硼)磁体的生产。由于其化学性质，稀土金属钕被用作许多强永磁体的基础，而永磁体是许多重要应用(包括计算机和智能手机)的关键组件。研究人员已在《材料》杂志上发表了对其工作的详细描述。在其他应用中，例如电制动器，电磁开关和某些电动机系统，钕铁硼磁体的强力是不必要的，也是不希望的。
寻找稀土的替代品
因此，Siegfried Arneitz博士TU Graz的材料科学研究所(连接与成形)的一名学生正在利用迄今为止取得的成果继续进行3-D打印磁体的研究。他的论文是关于Fe-Co(铁和钴)磁体的3D打印。这些磁体在两个方面代表了NdFeB磁体的有前途的替代物：开采稀土金属是资源密集型的，并且从可持续性的角度来看不是很有吸引力，并且此类金属的回收仍处于起步阶段。但是，Fe-Co磁体对环境的危害较小。
稀土金属在较高温度下也会失去其磁性，而特殊的Fe-Co合金则可在200至400摄氏度的温度下保持其磁性，并表现出良好的温度稳定性。
Arneitz对他的最初发现感到乐观：“理论计算表明，这些材料的磁性能可以提高2到3倍。鉴于3-D打印所提供的形状灵活性，我们相信我们可以得到我们将与其他机构合作，继续研究这个主题，以便为不需要钕磁铁的领域开发替代磁性材料。”