desde turbinas eólicas y motores eléctricos hasta sensores y sistemas de conmutación magnética: los imanes permanentes se utilizan en muchas aplicaciones eléctricas diferentes. La producción de estos imanes generalmente implica sinterización o moldeo por inyección. Pero debido a la creciente miniaturización de la electrónica y los requisitos más exigentes, esto se aplica a los componentes magnéticos en términos de geometría, estos métodos de fabricación convencionales con frecuencia se quedan cortos. Sin embargo, las tecnologías de fabricación aditiva ofrecen la flexibilidad de forma requerida, permitiendo la producción de imanes adaptados a las demandas de la aplicación en cuestión.
imanes a medida
Investigadores de TU Graz, en colaboración con colegas de la Universidad de Viena y la Universidad Friedrich-Alexander Erlangen-Nürnberg FAU, así como un equipo de Joanneum Research en Graz, ahora han logrado fabricar súper imanes con la ayudade tecnología de impresión 3D basada en láser. El método utiliza una forma en polvo del material magnético, que se aplica en capas y se funde para unir las partículas, lo que resulta en componentes hechos exclusivamente de metal. El equipo de científicos ha desarrollado el proceso paraetapa en la que pueden imprimir imanes con una densidad relativa alta mientras logran controlar sus microestructuras. "La combinación de ambas características permite el uso eficiente del material porque significa que podemos adaptar con precisión las propiedades magnéticas de acuerdo con la aplicación", explica SiegfriedArneitz y Mateusz Skalon del Instituto de Ciencia de Materiales, Uniéndose y Formando en TU Graz.
El enfoque inicial del grupo de investigación fue la producción de imanes de neodimio o NdFeB. Debido a sus propiedades químicas, el neodimio de metales de tierras raras se utiliza como base para muchos imanes permanentes fuertes que son componentes cruciales para muchos importantesaplicaciones, incluidas computadoras y teléfonos inteligentes. Los investigadores han publicado una descripción detallada de su trabajo en la revista Materiales . En otras aplicaciones, como frenos eléctricos, interruptores magnéticos y ciertos sistemas de motores eléctricos, la fuerza fuerte de los imanes NdFeB es innecesaria y también indeseable.
Búsqueda de alternativas a las tierras raras
Por esta razón, Siegfried Arneitz, un estudiante de doctorado en el Instituto de Ciencia de Materiales, Unión y Formación de TU Graz, continúa la investigación sobre imanes impresos en 3D basándose en los resultados logrados hasta el momento. Está escribiendo su disertación en 3Dimpresión de imanes de Fe-Co hierro y cobalto. Estos imanes representan una alternativa prometedora a los imanes de NdFeB en dos aspectos: la extracción de metales de tierras raras requiere muchos recursos y no es muy atractiva desde el punto de vista de la sostenibilidad, y el reciclaje de dichos metales todavía está en pie.su infancia. Pero los imanes de Fe-Co son menos dañinos para el medio ambiente.
Los metales de tierras raras también pierden sus propiedades magnéticas a temperaturas más altas, mientras que las aleaciones especiales de Fe-Co mantienen su rendimiento magnético a temperaturas de 200 ° a 400 ° Celsius y demuestran una buena estabilidad de temperatura.
Arneitz es optimista sobre sus hallazgos iniciales: "Los cálculos teóricos han demostrado que las propiedades magnéticas de estos materiales pueden mejorarse en un factor de dos o tres. Dada la flexibilidad de forma que ofrece la impresión 3D, estamos seguros de que podemos obtenermás cerca de este objetivo. Continuaremos trabajando en este tema en colaboración con varios otros institutos para que podamos desarrollar materiales magnéticos alternativos para áreas en las que los imanes de neodimio no son necesarios ".
Varios equipos e institutos en TU Graz están trabajando en técnicas de fabricación aditiva y han registrado un flujo constante de avances en la investigación.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Tecnología de Graz . Original escrito por Christoph Pelzl. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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