來自奧地利格拉茨工業(yè)大學(xué)，維也納大學(xué)和FAU埃爾蘭根-紐倫堡大學(xué)（FAU）的研究人員將3D打印釹（NdFeB）超級(jí)磁鐵用于清潔能源設(shè)備。釹鐵硼是一種與鐵和硼一起使用的稀土金屬元素，可產(chǎn)生堅(jiān)固的永磁體。
激光粉末床熔合（LPBF）被用于制造NdFeB微結(jié)構(gòu)磁體，這在常規(guī)制造中是不可行的。這樣的組件可以潛在地用于風(fēng)力渦輪機(jī)和電動(dòng)機(jī)內(nèi)的磁性開關(guān)系統(tǒng)和傳感器。 “通過增材制造技術(shù)，可以生產(chǎn)出具有更復(fù)雜設(shè)計(jì)的零件；然而，獲得功能材料的印刷工藝仍然是研發(fā)的主題，”發(fā)表的研究介紹說，“在LPBF中，[NdFeB]粉末被完全熔化，導(dǎo)致形成了一種新的微觀結(jié)構(gòu)，從而起到了矯頑作用，增加磁場(chǎng)強(qiáng)度。”
據(jù)3D打印超級(jí)磁鐵的研究人員稱，釹鐵硼磁鐵用于計(jì)算機(jī)和智能手機(jī)組件中，但尚未在其他應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)，包括電制動(dòng)器，電磁開關(guān)和某些電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。 3D打印超級(jí)磁體被設(shè)計(jì)為替代NdFeB磁體的替代品，后者是資源密集型的，并且不是可持續(xù)的。然后，開發(fā)了一種工藝，以純金屬制成的3D打印磁體，具有較高的相對(duì)密度，同時(shí)又能控制其微觀結(jié)構(gòu)。來自TU Graz的材料科學(xué)研究院，連接與成形研究所的Siegfried Arneitz和Mateusz Skalon表示：“這兩種功能的結(jié)合可以有效地利用材料，因?yàn)檫@意味著我們可以根據(jù)應(yīng)用精確地調(diào)整磁性能。”
Siegfried Arneitz格拉茨工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)研究與連接技術(shù)研究所的研究人員正在研究3D打印的替代磁性材料 圖片來自TU Graz
改善稀土金屬正如Arneitz所說，稀土金屬在高溫下會(huì)失去其磁性，而特殊的Fe-Co合金可在200°至400°C的溫度下保持其磁性并顯示出良好的溫度穩(wěn)定性。通過評(píng)估熔池穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)3D打印NdFeB材料顯示出增強(qiáng)的磁性能。 Arneitz補(bǔ)充說：``理論計(jì)算表明，這些材料的磁性能可以提高2到3倍。'' “我們將繼續(xù)就該主題進(jìn)行研究，以便為不需要釹磁鐵的領(lǐng)域開發(fā)替代性磁性材料。”
格拉茨工業(yè)大學(xué)先前已經(jīng)對(duì)改性316L不銹鋼粉末進(jìn)行了研究，以進(jìn)行增材制造，以獲得更好的印刷質(zhì)量。和表面光潔度。該研究所的一個(gè)小組還在研究一個(gè)用于建筑的3D打印混凝土零件的開發(fā)項(xiàng)目。 Mateusz Skalon，MichaelGrtler，Benjamin Meier，Siegfried Arneitz，Nikolaus Urban，Stefan Mitsche Christian Huber，Joerg Franke和Christof Sommitsch共同撰寫了“熔池穩(wěn)定性對(duì)3d打印NdFeB磁體對(duì)密度和磁性能的影響”一書。
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