Duurzame 3D-Geprinte Magneten: Eco-Vriendelijke, Precieze Vormoplossingen voor Moderne Elektronica

Van windturbines en elektricemotoren tot sensoren, permanente magneten worden in veel elektrische toepassingen gebruikt. De productie van deze magneten omvat meestal sinteren of injectiemolding. Maar door de toenemende miniaturisering van elektronica en meer exacte eisen aan magnetische componenten qua geometrie, komen conventionele productiemethoden vaak tekort. Additive manufacturing technologieën bieden echter de vereiste vormvrijheid, wat productie van magneten mogelijk maakt die afgestemd zijn op de eisen van de toepassing.

Onderzoekers hebben supermagneten geproduceerd met behulp van laser-gebaseerde 3D-print technologie. De methode gebruikt een poedervorm van het magnetische materiaal, dat in lagen wordt aangebracht en gesmolten om de deeltjes te binden, resulterend in componenten puur van metaal. Het proces is geëvolueerd tot een stadium waar magneten geprint kunnen worden met een hoge relatieve dichtheid terwijl hun microstructuren gecontroleerd worden.

De initiële focus van het onderzoek was de productie van neodymium (NdFeB) magneten. Vanwege zijn chemische eigenschappen wordt neodymium gebruikt als basis voor veel sterke permanente magneten die cruciale componenten zijn voor computers en smartphones. In andere toepassingen zoals elektrische remmen, magnetische schakelaars, en bepaalde elektricemotorsystemen, is de sterke kracht van NdFeB magneten onnodig en ook ongewenst.

IJzer en kobalt (Fe-Co) magneten vertegenwoordigen een veelbelovende alternatief voor NdFeB magneten in twee opzichten: delven van zeldzame aardmetalen is resource-intensief en niet duurzaam en het recyclen van dergelijke metalen is nog in de kinderschoenen. Maar Fe-Co magneten zijn minder schadelijk voor het milieu. Zeldzame aardmetalen verliezen ook hun magnetische eigenschappen bij hogere temperaturen, terwijl speciale Fe-Co legeringen hun magnetische prestaties behouden bij temperaturen van 200 tot 400 °C en goede temperatuurstabiliteit demonstreren.