Новости

14 июля, 2022 13:03

Постоянные магниты теперь можно напечатать на 3D-принтере

Ученые НИТУ «МИСиС» предложили метод 3D-печати из магнитотвердых материалов, позволяющий создавать магниты с контролируемыми свойствами. В перспективе он позволит упростить и удешевить технологию создания постоянных магнитов сложной формы для различных приборов и устройств: от бытовой техники до высокотехнологичной электроники. При этом время производства таких магнитов значительно сокращается по сравнению с традиционными методами. Работа опубликована в журнале Materials Letters.
Источник: пресс-служба НИТУ «МИСиС»
Источник: пресс-служба НИТУ «МИСиС»
3 / 4
Источник: пресс-служба НИТУ «МИСиС»
Источник: пресс-служба НИТУ «МИСиС»

Постоянные магниты сохраняют магнитную силу продолжительное время. Самые популярные из них — на основе неодима, железа и бора — за счет своих исключительных свойств используются в самых разных отраслях и устройствах: для производства современных электродвигателей, генераторов, бытовой техники, электроники, жестких дисков компьютеров и многого другого.

Однако промышленное производство таких магнитов — это множество сложных технологических процессов (выплавка, дробление, прессование, спекание, механическая обработка, намагничивание и последующее нанесение защитного покрытия), имеющих массу существенных ограничений. Одно из них — невозможность создания магнитов сложной формы, что существенно ограничивает их применение в технике.

Одним из наиболее перспективных способов создания деталей сложной формы из магнитотвердых материалов является 3D-печать. Она позволяет исключить такие операции как прессование, спекание и последующую механическую обработку, что сократит количество технологических операций на 30%. Однако на сегодняшний день технологии аддитивного производства магнитов еще только в начальной стадии развития. Поскольку магнитные свойства изделия зависят от его микро- и макроструктуры, исследователи и разработчики находятся в поиске метода, позволяющего печатать стабильные магниты с контролируемыми свойствами.

Ученым НИТУ «МИСиС» удалось подобрать оптимальные параметры 3D-печати постоянных магнитов сложной формы методом селективного лазерного плавления — технологии, которую можно упрощенно описать как послойное сплавление лазером порошка-сырьевого материала в объемное изделие заданной формы.

«3D-печать магнитов — совершенно новая область не только в нашей стране, но и в мире. В настоящее время научные коллективы, которые умеют печатать магниты, можно пересчитать по пальцам. Мы успешно движемся вперед, к разработке новых импортозамещающих технологий 3D-печати практически любого металломатричного мультиматериала, который можно изготовить в виде порошка и который имеет температуру плавления до 3500 °C», — рассказал руководитель лаборатории «Катализ углеводородов» НИТУ «МИСИС» Александр Громов.

Основой для изготовления магнитов послужил порошок с частицами сферической формы на основе неодима, железа и бора с незначительным содержанием празеодима, кобальта, титана и циркония. Было установлено, что, при печати на стальной подложке, мощность лазера 150-200 Ватт и скорость сканирования 300-700 мм/с обеспечивают оптимальные условия производства магнита с минимальным количеством дефектов структуры. При этом время синтеза сократилось более чем в три раза по сравнению с традиционной промышленной технологией спекания.

Работа исследователей пока носит лабораторный характер, но в будущем предложенный метод может стать основой для технологий получения эффективных постоянных магнитов любой геометрической формы. Исследование выполнено в рамках гранта РНФ 21-79-10239.

13 сентября, 2024
Химики СПбГУ создали гибридные светящиеся полимеры для датчиков и экранов гаджетов
Ученые Санкт-Петербургского университета синтезировали гибридные соединения из лантаноид...
12 сентября, 2024
Соленость Атлантического океана за 70 лет ощутимо изменилась
За последние 70 лет соленость некоторых областей северной части Атлантического океана отчетливо из...