Ústav klíčových materiálů vyvíjí levnější 3D tiskové magnety
3D tisk je kouzelná technologie, kterou lze použít v téměř každém odvětví, o němž si můžete myslet, z jednoduchého plastu nebo čistého kovu. Materiály používané k vytváření zvláštních vlastností, jako je elektrická vodivost a magnetické vlastnosti, však mohou mít ještě dlouhou cestu. Mnoho vědců vyvinulo různé metody pro 3D tiskové magnety. Nejnovějšími organizacemi, které přispívají k této oblasti, je Ústav výzkumu klíčových materiálů amerického ministerstva energetiky (CMI), který využívá technologii 3D laserového tisku pro optimalizaci materiálů s permanentními magnety. Tento materiál může být ekonomičtější alternativou drahých magnetů z neodymového železného boru (NdFeB) pro určité aplikace. Slitina použitá v CMI se skládá z niobu, poměrně levného a vzácného prvku vzácných zemin, stejně jako kobaltu, železa a mědi. Výzkumníci 3D tištěli řadu vzorků s řadou přísad.
"Jedná se o známý magnetový materiál, ale chceme ho znovu navštívit a uvidíme, jestli můžeme najít lepší magnetismus," řekl vědec CMI Ryan Ott. "Se čtyřmi prvky je z čeho vybírat spousta děl. Použití 3D tisku výrazně urychluje proces vyhledávání. "Může trvat několik týdnů k výrobě magnetů pomocí tradičních výrobních metod, ale 3D tisk trvá jen dvě hodiny. . Vědci identifikovali nejslibnější vzorky a poté provedli druhou sadu vzorků s použitím tradičních metod odlévání a porovnali je s původními vzorky, aby zjistili rozdíl mezi nimi.
Vědecká pracovnice společnosti CMI Ikenna Nlebedim uvedla: "Vzhledem k potřebě rozvíjet potřebné mikrostruktury je použití laserového tisku k identifikaci potenciálních fází trvalých magnetů sypkých materiálů velmi náročné." Tento výzkum však ukazuje, že výroba aditiva může být rychlá ekonomika. Efektivní nástroj pro výrobu slitin permanentních magnetů. "
Studie byla dokumentována v příspěvku nazvaném "Rapid Evaluation of Ce-Co-Fe-Cu Systems for Permanent Magnet Applications", F. Meng, RP Chaudhary, K. Ganhda, IC Nlebedim, A. Palasyuk, E. Simsek, MJKramer a RTOtt. "Řada objemových vzorků s kontrolovaným složením byla syntetizována tvorbou síťového laseru (LENS) přidáním různých poměrů práškové slitiny k roztavenému bazénu vyrobenému laserem", vysvětluje článek. "Na základě magnetického vyhodnocení vytištěných vzorků LEN se připraví tavení oblouku a ingoty s různými složkami Fe (5 až 20%) a Co (60 až 45%), přičemž se udržuje konstantní Ce (16% a Cu (19 v%) Obsah mikrostruktury a fázového vývoje různých chemických kompozic a jejich závislost na magnetických vlastnostech byl analyzován ve vzorcích odlévaných a tepelně zpracovaných, ve vzorcích LENS pro tisk a lití jsme zjistili nejlepší magnetickou korespondenci. V hlavní jednofázové mikrostruktuře Ce (CoFeCu) 5 může být dosažena vysoká koercitivita (Hc> 10kOe) bez jakéhokoliv zjemnění mikrostruktury. "
Ústav klíčových materiálů je Centrum pro inovace energie vedené laboratoří Ames laboratoře amerického ministerstva energetiky s podporou úřadu pro pokročilou výrobu Úřadu pro energetickou účinnost a obnovitelnou energii. CMI zkoumá, jak snížit nebo eliminovat závislost na kovech vzácných zemin a dalších materiálech, které jsou v současné době kritické pro čistou energii.
