持続可能な3Dプリントされた磁石
風力タービンや電気モーターからセンサーに至るまで、永久磁石は多くの電気用途で使用されています。これらの磁石の製造には、通常、焼結または射出成形が含まれます。しかし、電子機器の小型化が進み、形状の観点から磁性部品に課せられる要件が厳しくなるため、従来の製造方法はしばしば不足しています。ただし、積層造形技術は、必要な形状の柔軟性を提供し、問題のアプリケーションの要求に合わせた磁石の製造を可能にします。
研究者は、レーザーベースの3D印刷技術の助けを借りてスーパーマグネットを製造しました。この方法では、粉末状の磁性材料を使用します。この磁性材料は、層状に塗布され、溶融して粒子を結合し、純粋に金属でできたコンポーネントになります。このプロセスは、磁石の微細構造を制御しながら、磁石を高い相対密度で印刷できる段階に進化しました。
研究の最初の焦点は、ネオジム（NdFeB）磁石の製造でした。ネオジムはその化学的性質から、コンピューターやスマートフォンの重要なコンポーネントである多くの強力な永久磁石の基礎として使用されています。電気ブレーキ、磁気スイッチ、特定の電気モーターシステムなどの他のアプリケーションでは、NdFeB磁石の強い力は不要であり、望ましくありません。
鉄とコバルト（Fe-Co）磁石は、2つの点でNdFeB磁石の有望な代替品です。希土類金属の採掘は資源を大量に消費し、持続可能ではなく、そのような金属のリサイクルはまだ始まったばかりです。しかし、Fe-Co磁石は環境への害が少ないです。希土類金属も高温で磁気特性を失いますが、特殊なFe-Co合金は、200〜400°Cの温度で磁気性能を維持し、優れた温度安定性を示します。
センサー