Mokslininkai iš Oukridžo nacionalinės laboratorijos (Oak Ridge National Laboratory, JAV) praktiškai įrodė, kad trimačio spausdinimo technologija pagaminti nuolatiniai magnetai gali būti geresnių charakteristikų, nei pagaminti naudojant tradicinius liejimo metodus, o taip pat ir padėti taupyti gamyboje naudojamus retuosius žemės metalus.
Mokslininkai pagamino izotropinį cilindro formos neodimio-geležies-boro (NdFeB) magnetą, naudodami Didelio ploto papildomos gamybos trimačio spausdinimo stakles (Big Area Additive Manufacturing, BAAM).
Šio magneto analizė, paskelbta žurnale Scientific Reports, teigia, kad magnetas turėjo panašias ir geresnes magnetines, mechanines ir mikrostruktūrines charakteristikas, nei tokios pat cheminės sudėties magnetas, pagamintas tradiciniu liejimo būdu.
Gamybos procese buvo naudojamos granulės, sudarytos iš 65 procentų izotropinių NdFeB miltelių ir 35 procentų poliamido – rišiklio. Šios granulės buvo lydomos ir sluoksnis po sluoksnio liejamos reikiama forma.
Paprastai, liejant medžiagą į sudėtingas formas, jos nuostoliai gali sudaryti nuo 30 iki 50 procentų, tačiau trimačio spausdinimo būdu nuostolių praktiškai nėra.
Toks gamybos būdas gali būti labai efektyvus, nes stiprių nuolatinių magnetų gamyboje naudojamos brangios medžiagos – neodimis, disprozis, ir kiti retieji žemės metalai, kurių resursai yra riboti. Jų vartojimas nuolat didėja, nes magnetai reikalingi daugeliui prietaisų – nuo kompiuterių kietųjų diskų ir išmaiųjų telfonų, iki elektromobilių ir vėjo jėgainių.
Trimačio spausdinimo procesas ne tik padeda taupyti medžiagas, bet ir leidžia pagaminti sudėtingų formų magnetus, greitai ir be papildomų įrankių, tokių kaip liejimo formos.
Gamyba sparčiai keičiasi, ir klientui gali prireikti keliasdešimt skirtingų formų magnetų, norint išmėginti, kuris geriausiai tiktų kuriamam prietaisui. Naudojant tradicinę liejimo technologiją, kiekvienam magnetui reiktų gaminti brangią liejimo formą, kuri atsipirktų, tik jei būtų pradėta naudoti masinei gamybai. Trimačio spausdinimo būdu kiekvieną magnetą galima pagaminti turint tik jo modelį kompiuteryje.
https://youtu.be/-GJ2R9V93Eo
Ekspertų nuomone, tokie tyrimai turi milžinišką potencialą –galimybė spausdinti praktiškai bet kokios formos didelio stiprumo magnetus leistų kurti efektyvesnius elektros variklius ir generatorius, tuo pačiu pašalindama daug šiandieninės gamybos grandžių.
Big Area Additive Manufacturing of High Performance Bonded NdFeB Magnets, Scientific Reports (2016). DOI: 10.1038/srep36212
Daugiau:
Trimatis spausdinimas metalu
„Airbus“ pristatė trimačio spausdinimo technologija pagamintą nedidelį lėktuvą
Tarp VGTU studentų baigiamųjų darbų – 3D spausdintuvo prototipas
Magnetinės deimanto savybės – naujas Lietuvos mokslininkų tyrimų objektas
Boeing pademonstravo patį lengviausią metalą
Algoritmas padės išmanųjį telefoną paversti trimačiu skaneriu