美公司發(fā)力3D打印磁鐵

魔猴君  3D潮流   2724天前

近日，美國(guó)動(dòng)力技術(shù)公司獲得了美國(guó)橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室磁鐵3D打印技術(shù)的非獨(dú)占性授權(quán)，計(jì)劃將磁鐵3D打印技術(shù)商業(yè)化。3D打印技術(shù)制造的釹鐵硼(永磁)粘結(jié)磁體，其機(jī)械性能和纖維結(jié)構(gòu)屬性比用傳統(tǒng)注射成型的擁有相同結(jié)構(gòu)的粘結(jié)磁體還要更好。

磁鐵3D打印技術(shù)也將商業(yè)化了，位于美國(guó)達(dá)拉斯的一家叫做動(dòng)力技術(shù)的公司獲得了美國(guó)橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(ORNL)磁鐵3D打印技術(shù)的非獨(dú)占性授權(quán)，欲將這種使用回收材料的磁鐵3D打印技術(shù)商業(yè)化，ORNL的這種技術(shù)可用于電動(dòng)汽車(chē)、風(fēng)力渦輪機(jī)和高速鐵路，甚至比傳統(tǒng)方法還更具有優(yōu)勢(shì)，除此之外動(dòng)力技術(shù)還獲得了ORNL另外兩個(gè)授權(quán)，稀土礦物和電子垃圾磁鐵回收。

“在美國(guó)能源部的關(guān)鍵材料研究所(這個(gè)項(xiàng)目是由它設(shè)立的)和ORNL的授權(quán)下，我們把這些技術(shù)結(jié)合在一起，能夠使用回收材料制造出低成本的磁鐵。”動(dòng)力技術(shù)的CEOPrestonBryant表示。

科學(xué)家已經(jīng)在ORNL使用大幅面3D打印機(jī)BAAM演示過(guò)制備各向同性、近凈尺寸、釹鐵硼(永磁)粘結(jié)磁體，研究結(jié)果發(fā)表在《科學(xué)報(bào)告》上，其機(jī)械性能和纖維結(jié)構(gòu)屬性比用傳統(tǒng)注射成型的擁有相同結(jié)構(gòu)的粘結(jié)磁體還要更好。

這種3D打印方法使用了一種復(fù)合顆粒——包含65%的各向同性釹鐵硼粉和35%聚酰胺(尼龍12)，顆粒經(jīng)過(guò)融化、混合，被BAAM層層擠壓出預(yù)期的狀態(tài)。

傳統(tǒng)的磁鐵燒結(jié)制造材料浪費(fèi)高達(dá)30~50%，3D打印近乎零浪費(fèi)，這一點(diǎn)對(duì)美國(guó)來(lái)說(shuō)尤其重要，因?yàn)橹圃煊谰么盆F所需的釹、鏑等稀土元素是在美國(guó)以外的地方開(kāi)采和分離的。3D打印過(guò)程不僅能節(jié)約材料，還能做出復(fù)雜的形狀，不需要其他多余的工具，速度比傳統(tǒng)注射方法要快，因?yàn)橄鄬?duì)來(lái)說(shuō)更加經(jīng)濟(jì)。

“這種方法還可以迅速變更設(shè)計(jì)，比方說(shuō)客戶(hù)也許需要50個(gè)不同設(shè)計(jì)的磁鐵。”O(jiān)RNL的研究員以及論文的共同作者LingLi表示。

釹鐵硼磁體是地球上最強(qiáng)大的磁體，能夠用于很多東西，從計(jì)算機(jī)硬盤(pán)到手機(jī)，到清潔能源技術(shù)，如電動(dòng)汽車(chē)和風(fēng)力渦輪機(jī)。

關(guān)鍵材料研究所所長(zhǎng)AlexKing也認(rèn)為這項(xiàng)研究潛力巨大，“打印出高強(qiáng)度、復(fù)雜形狀的磁鐵在應(yīng)用于高級(jí)高效電動(dòng)馬達(dá)和發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)改變了游戲規(guī)則，它淘汰了很多限制較多的制造方法。”

研究人員未來(lái)的工作將集中在探索打印各向異性或定向磁鐵，比各向同性磁鐵還要強(qiáng)，他們還將研究粘結(jié)劑類(lèi)型的影響、磁粉的負(fù)載分?jǐn)?shù)以及加工溫度對(duì)打印磁鐵的磁場(chǎng)和機(jī)械性能的影響。

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