3D виробництво магнітів
Постійні магніти нині використовуються масштабно. І це не лише сувеніри на холодильник, які привезли із заморських країн. Феромагнітні матеріали використовуються у найрізноманітніших сферах: починаючи від медицини (магнітна терапія) і закінчуючи космічними апаратами (наприклад, для стикування орбітальних станцій). Найбільш широке застосування магніти знайшли у промисловості та енергетиці: двигуни, генератори, акустичні системи, магнітні сепаратори, різна апаратура – все потребує постійних магнітів. Однак, в силу своєї специфіки, кожен конкретний прилад і апарат вимагає певного магніту, з певною формою і параметрами намагнічування. Тому, якщо у виробників техніки немає можливості виготовити або замовити постійний магніт, це викликає певні складності.
Адитивні технології покликані допомогти з цим неприємним непорозумінням. Це стало можливим завдяки роботі інженерам з Віденського технологічного університету (Австрія).
Власне, вчені створили новий філамент – так званий полімагніт під комерційною назвою «Neofer 25/60p».
Полімерний магніт - це композитна речовина, що складається з магнітного порошку і сполучного полімеру. Таким чином, матеріал, крім феромагнітних властивостей, отримує також легкість та гнучкість пластику.
Для створення філаменту знадобилося 65% ізотропного порошку NdFeB (неодим-залізо-бор) та 35% поліаміду (нейлон 12). За технологією виробництва композитного матеріалу частинки NdFeB перемішані в поліаміді, що добре видно на фотографії, зробленій під мікроскопом:
NdFeB є одним із складових сучасних потужних неодимовихмагнітів. Однак, вони виготовлені з дорогих рідкісноземельних матеріалів (зокрема неодим та диспрозій). Крім того, традиційне виробництво таких магнітів – лиття під тиском, що призводить до великого відсотка шлюбу і становить за деякими даними від 30% до 50%, також впливаючи на вартість кінцевої продукції.
Адитивне виробництво дозволяє скоротити цю ваду. Також примітно, що за своєю суттю ми друкуємо скільки сам магніт, а скільки магнітне поле, оскільки його параметри залежать від форми самого магніту.
Щоб надати надрукованій болванці магнітні властивості, виріб помістили у магнітне поле з індукцією 4 Тл.
Для контролю результату було виготовлено установку на основі датчика Холла. І надрукований магніт порівняли із зразком. Форма та напрямок магнітного поля практично збіглася з теоретичним висновком.
Однак у будь-якій бочці є ложка дьогтю. Хоча, даний магніт практично не поступається своїм традиційним аналогам, але дана технологія має проблему. З технологічних та економічних міркувань, застосовуваний матеріал має недостатні магнітні характеристики. Зрозуміло, можна використовувати якіснішу вихідну сировину, але в цьому випадку весь економічний ефект зводиться нанівець. Втім, надто потужні магніти мало кому потрібні, та й не від цього.
А що Ви думаєте про майбутнє виробництва магнітів, надрукованих на 3D-принтері?