研究

奥地利研究人员开发了用于清洁能源设备的3D打印超级磁铁

研究人员格拉茨理工大学,奥地利维也纳大学,以及埃尔兰根-纽伦堡FAU大学(FAU)拥有用于清洁能源设备的3D打印钕(NdFeB)超级磁铁。

钕铁硼是一种稀土金属元素,与铁和硼一起用于制造强永磁体。激光粉末床熔合(LPBF)用于制备NdFeB微结构磁体,这在传统制造中是不可行的。这些部件可能用于风力涡轮机和电动机内的磁开关系统和传感器。

该研究发表在《美国参考》杂志上,发表在《美国参雷电竞充值考》杂志上。该研究称:“借助添加剂制造技术,可以生产出设计更复杂的零件;然而,获得功能材料的印刷工艺仍然是研发中的一个课题。”材料在LPBF中,[NdFeB]粉末完全熔化,从而形成了一种新的微观结构,负责矫顽场强

3D打印微型超级磁铁。图为图格拉兹。
3D打印的微型超级磁铁。照片你格拉茨。

3D打印超磁性

研究人员称,钕铁硼磁体用于集成计算机和智能手机组件,但尚未在其他应用中实现,包括电动刹车、磁开关和某些电机系统。3D打印超级磁体被设计为普通钕铁硼磁体的替代品,后者是资源密集型的,而且不是特别可持续的。

随后开发了一种工艺,用于3D打印磁体,纯金属具有较高的相对密度,同时保持对其微结构的控制。来自格拉兹大学材料科学、连接和成型研究所的Siegfried Arneitz和Mateusz Skalon表示:“这两种特性的结合使材料的使用更加高效,因为这意味着我们可以根据应用精确地调整磁性。”

Siegfried Arneitz,在材料科学研究所,在格拉茨科技大学加入和成形技术,正在研究从3D打印替代磁性材料。图格拉兹摄。
Siegfried Arneitz,在材料科学研究所,在格拉茨科技大学加入和成形技术,正在研究从3D打印替代磁性材料。图格拉兹摄。

改善稀有金属

Arneitz指出,稀土金属在高温下会失去磁性,而特殊的Fe-Co合金在200°C ~ 400°C的温度下仍保持磁性,并表现出良好的温度稳定性。通过对熔池稳定性的评估,发现3D打印的NdFeB材料具有更高的磁性。

“理论计算表明,这些材料的磁性可以提高两到三倍,”Arneitz补充说。“我们将继续研究这个主题,这样我们就可以为不需要钕磁铁的领域开发替代磁性材料。”

格拉茨理工大学此前进行了一项研究添加剂制造用改性316L不锈钢粉末雷电竞充值以获得更好的打印质量和表面光洁度。该研究所的一个小组也在进行一个项目,调查3D打印的建筑混凝土零件.

钕铁硼磁体三维打印熔池稳定性对密度和磁性的影响该书由马特乌斯·斯卡隆、迈克尔·格特勒、本杰明·梅尔、西格弗里德·阿内茨、尼古拉斯·厄本、斯特凡·米奇·克里斯蒂安·胡伯、约格·弗兰克和克里斯托夫·索米奇合著。

3D打印磁铁粉末层厚度范围内的熔体轨迹稳定性。图像通过图格拉茨。
3D打印钕铁硼磁体在粉末层厚度范围内的熔体轨道稳定性。图片来自TU Graz。

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特色图像显示3D打印微型超级磁铁。照片你格拉茨。

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