中國電子元件行業(yè)協(xié)會(huì)
China Electronic Components Association
3D打印是一種創(chuàng)新技術(shù)，可以用于幾乎所有您能想到的行業(yè)。從簡單地用塑料或純金屬打印，但用于制造具有導(dǎo)電性和磁性等特殊性能的材料還有很長的一段路要走。許多研究人員已經(jīng)開發(fā)出3D打印磁鐵的不同方法，最近為該領(lǐng)域做出貢獻(xiàn)的組織是美國能源部關(guān)鍵材料研究所（CMI）。
CMI開發(fā)出更便宜的3D打印磁體
據(jù)悉，CMI使用激光金屬3D打印技術(shù)來優(yōu)化永磁材料。該研究所認(rèn)為，該材料可能是用于某些應(yīng)用的昂貴的稀土釹鐵硼（NdFeB）磁體的更經(jīng)濟(jì)的替代品。CMI使用的合金由鈰組成，它是一種價(jià)格較低且稀有的稀土元素，以及鈷、鐵和銅。研究人員3D打印了各種樣本，并展示了一系列成分。
“這是一種已知的磁體材料，但我們想重新審視它，看看我們是否能夠找到出色的磁性，”CMI科學(xué)家Ryan Ott說。“有了四個(gè)元素，就有了大量的作品可供您開發(fā)。使用3D打印大大加快了搜索過程。”
CMI開發(fā)出更便宜的3D打印磁體
用傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法生產(chǎn)磁體可能需要幾周的時(shí)間，但3D打印只需要兩個(gè)小時(shí)。研究人員確定了最有前景的樣品，然后使用傳統(tǒng)鑄造方法制作了第二套樣品，并將其與原始樣品進(jìn)行比較。這些證實(shí)了3D打印樣品的發(fā)現(xiàn)。
CMI科學(xué)家Ikenna Nlebedim表示：“由于需要開發(fā)必要的微觀結(jié)構(gòu)，因此使用激光打印來識(shí)別大塊材料的潛在永磁體是非常具有挑戰(zhàn)性的。但是這項(xiàng)研究表明，3D打印可以作為快速經(jīng)濟(jì)地鑒定有前景的永磁合金的有效工具?！?br/>
據(jù)悉，該研究記錄在題為“用于快速評(píng)估永磁應(yīng)用的Ce-Co-Fe-Cu系統(tǒng)”的論文中。作者包括F. Meng、R.P. Chaudhary、K. Ganhda、I.C. Nlebedim、A.Palasyuk、E.Simsek、M.J.Kramer和R.T. Ott。
CMI開發(fā)出更便宜的3D打印磁體
“通過激光工程網(wǎng)成形（LENS）將不同比例的合金粉末進(jìn)料到由激光產(chǎn)生的熔池中，并合成具有受控組成的大塊樣品的陣列，”該論文解釋說。 “基于對(duì)LENS打印樣品的磁性評(píng)估，制備了具有不同F(xiàn)e（5-20at。％）和Co（60-45at。％）組成的電弧熔化和鑄錠，同時(shí)保持恒定的Ce（ 16原子％）和Cu（19原子％）含量。在鑄態(tài)和熱處理樣品中分析了不同化學(xué)成分的微觀結(jié)構(gòu)和相的演變以及它們對(duì)磁性的依賴性。在LENS打印和鑄造樣品中，我們發(fā)現(xiàn)最佳的磁性對(duì)應(yīng)于主要單相Ce（CoFeCu）5微結(jié)構(gòu)，其中高矯頑力（Hc> 10kOe）可以在沒有任何微觀結(jié)構(gòu)細(xì)化的情況下實(shí)現(xiàn)?！?br/>
據(jù)悉，CMI是美國能源部艾姆斯實(shí)驗(yàn)室牽頭的能源創(chuàng)新中心，由能效和可再生能源辦公室的先進(jìn)制造辦公室提供支持。CMI正在研究如何減少或消除對(duì)稀土金屬和目前對(duì)清潔能源至關(guān)重要的其他材料的依賴。
