Magneti s 3D tiskalnika

Metoda omogoča izdelavo magnetov s posebnimi oblikami in lastnostmi

Raziskovalci so to obliko v obliki skodelice že izdelali v procesu 3D-tiskanja. © TU Dunaj
prebral

Inovativna tehnologija: Raziskovalci so prvič izdelali magnete s pomočjo 3D-tiskanja. Želeni magnet, ki je zasnovan v računalniku, je izvlečen na milimeter iz kovinsko-plastičnega granulata. Posledično lahko celo kompleksne oblike in posebna magnetna polja nastanejo hitreje in ceneje kot prej.

Magneti se uporabljajo v številnih tehničnih napravah. Vgrajeni so v kolesarski dinamo, v mikrovalovne pečice in celo nove vetrnice izkoriščajo številne prednosti pojava magnetizma. Izdelava močnih magnetov tehnično danes ni problem. Vendar je težko ustvariti trajni magnet, katerega magnetno polje prevzame zelo specifično dano obliko.

Magnetno polje je pomembno

"Ni vedno odvisno od jakosti magnetnega polja, " razlaga Dieter Süss z dunajske tehnološke univerze. "Pogosto potrebujemo posebna magnetna polja, katerih poljske črte so razporejene na točno določen način - na primer magnetno polje, ki je dokaj konstantno v eni smeri, vendar se njegova moč močno razlikuje po drugi smeri."

Za izpolnjevanje takšnih zahtev morajo imeti magneti pogosto zapletene geometrijske oblike. Do zdaj se takšni posebni magneti proizvajajo na primer z brizganjem. Vendar pa je to zamudno in drago, ker je treba izdelati posebej za te nove obrazce.

Natisni namesto pour

Süss in njegovi sodelavci so v ta namen razvili novo rešitev: njihov postopek omogoča izdelavo trajnih magnetov v 3D tiskalnikih. Tako lahko relativno hitro in enostavno uresničimo celo zapletene magnetne oblike in prilagojena magnetna polja. zaslon

Za nov postopek magnetnega 3D tiskanja je model najprej zasnovan na računalniku. Obliko lahko prilagodite, dokler magnetno polje ne izpolni vseh želenih zahtev.

Strune iz kovinskih mikro granul služijo kot osnova za kasnejši magnet. TU Dunaj

Polž iz kovinskih mikro granul

Načelo delovanja tiskanja je podobno kot pri tiskalnikih 3D, ki tiskajo plastične predmete. Vendar pa magnetni tiskalnik uporablja posebej izdelane koščke kovinskih mikro granul, ki jih drži plastični vezni material. V začetnih preskusih so raziskovalci uporabljali zrnca neodima, železa in bora.

V tiskalniku se material segreva in nanese s točko šobe za točko na pravih mestih. Rezultat je tridimenzionalni predmet, ki je sestavljen iz približno 90 odstotkov magnetnega materiala in 10 odstotkov plastike. Ta končni izdelek sprva ni magnetni, saj se zrnca vnesejo v nemagnetiziranem stanju. Končani objekt je na koncu izpostavljen le močnemu zunanjemu magnetnemu polju, zaradi česar je trajni magnet.

Postopek odpira nove možnosti

Nov postopek ni samo hiter in poceni, ampak je tudi zelo natančen: Nagrade magnetov, ki jih izračunamo na računalniku, je mogoče hitro in natančno izvesti v eni velikosti Območja od nekaj centimetrov do decimetrov, z natančnostjo precej pod milimeter, pojasnjuje S ss.

Še ena prednost: z enim magnetom lahko na primer obdelujete različne materiale, kot na primer iz posebej močnih magnetov iz neodima-železa in bora.

Kot poročajo raziskovalci, postopek odpira tudi nove možnosti, ki so bile z drugimi tehnikami nepredstavljive: na primer lahko nastane nežen prehod med močnim in šibkim magnetizmom. WerdenNow bomo raziskali, kako daleč lahko gremo, vendar je že jasno, da 3D tiskanje ponuja možnosti oblikovanja magnetov, o katerih smo lahko samo sanjali, pravi Dieter S ss. (Ameriški inštitut za fiziko, 2016; doi: 10.1063 / 1.4964856)

(Tehniška univerza na Dunaju, 25.10.2016 - HDI)