Новый уровень магнитов: 3D-печать открывает эру эффективности и экономии
Ученые создали с помощью 3D-печати постоянные магниты, которые превосходят традиционные аналоги и требуют меньше дефицитного сырья.
Ученые из Национальной лаборатории Оук-Ридж (США) совершили прорыв, доказав, что постоянные магниты, созданные с помощью 3D-печати (аддитивного производства), не только превосходят по ключевым параметрам традиционные аналоги, но и позволяют radically экономить критически важные редкоземельные материалы. Это достижение открывает новую страницу в производстве высокотехнологичных компонентов, снижая зависимость от импорта и уменьшая экологический след.
В ходе эксперимента исследователи использовали крупногабаритный 3D-принтер (BAAM) для изготовления магнитов из композитного материала на основе неодима-железа-бора (NdFeB). Исходным сырьем служили гранулы, на 65% состоящие из магнитного порошка и на 35% из полимера-связующего (нейлон-12). Процесс послойного наплавления позволил создавать изделия сложной геометрии с минимальными отходами. Результаты, опубликованные в авторитетном журнале Scientific Reports, показали, что полученные магниты обладают сопоставимыми, а по некоторым магнитным и механическим свойствам — и превосходящими характеристиками, чем образцы, изготовленные стандартным методом литья под давлением.
Экономия материалов в этом процессе особенно актуальна, поскольку мощнейшие в мире магниты NdFeB производятся из неодима и диспрозия — редкоземельных элементов, запасы которых ограничены, а добыча и переработка сосредоточены за пределами США. Эти магниты являются сердцем многих современных технологий: от компьютерных жестких дисков и портативной электроники до электромобилей и ветрогенераторов, что подчеркивает стратегическую важность данной разработки.
Взгляд в будущее: научная группа планирует сфокусироваться на печати еще более мощных анизотропных магнитов, которые обладают заданным направлением намагниченности. Дальнейшие изыскания будут направлены на оптимизацию состава магнитных полимерных нитей и режимов печати, что позволит еще больше улучшить магнитные и прочностные свойства напечатанных изделий и открыть путь к их массовому промышленному применению.
