奥地利研究人员开发3D打印超磁体用于清洁能源设备

时间：2020-02-07 09:43 来源：中国3D打印网作者：中国3D打印网阅读：次

中国3D打印网2月27日讯，来自奥地利格拉茨工业大学，维也纳大学和FAU埃尔兰根-纽伦堡大学（FAU）的研究人员将3D打印钕（NdFeB）超级磁铁用于清洁能源设备。钕铁硼是一种与铁和硼一起使用的稀土金属元素，可产生坚固的永磁体。激光粉末床熔合（LPBF）被用于制造NdFeB微结构磁体，这在常规制造中是不可行的。这样的组件可以潜在用于风力涡轮机和电动机内的磁性开关系统和传感器。
通过增材制造技术，可以生产出具有更复杂设计的零件；然而，获得功能材料的印刷工艺仍然是研发的主题，在LPBF中，[NdFeB]粉末被完全熔化，导致形成了一种新的微观结构，从而起到了矫顽作用。

3D打印的微型超级磁体。图片TU Graz。
3D打印超级磁铁
据中国3D打印网了解，钕铁硼磁体用于整体计算机和智能手机组件中，但尚未在其他应用中实现，包括电制动器，电磁开关和某些电动机系统。 3D打印超级磁体被设计为替代NdFeB磁体的替代品，后者是资源密集型的，并且不是特别可持续的。
然后，开发了一种工艺，以纯金属制成的3D打印磁体，具有较高的相对密度，同时又能控制其微观结构。格拉茨大学材料科学研究所的Siegfried Arneitz和Mateusz Skalon表示：“这两种功能的结合可以有效地利用材料，因为这意味着我们可以根据应用精确调整磁性能。”

格拉茨科技大学材料科学研究与连接技术研究所的Siegfried Arneitz正在研究3D打印的替代磁性材料。图片来自TU Graz。
改善稀土有金属
正如Arneitz所说，稀土金属在高温下会失去其磁性，而特殊的Fe-Co合金则可在200°至400°C的温度下保持其磁性，并表现出良好的温度稳定性。在评估熔池稳定性时，发现3D打印NdFeB材料显示出增强的磁性能。理论计算表明，这些材料的磁性能可以提高两倍或三倍。 Arneitz补充说，我们将继续致力于该研究，以便为不需要钕磁铁的领域开发替代磁性材料。
格拉茨工业大学先前已经对改性的316L不锈钢粉进行了研究，以进行增材制造，以获得更好的印刷质量和表面光洁度。该研究所的一个小组还在研究一个3D打印的混凝土建筑零件开发项目。

3D打印NdFeB磁体的粉末层厚度范围内的熔体轨道稳定性。图片来自TU Graz。

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