烏拉爾聯邦大學和俄羅斯科學院烏拉爾分院的科學家們正在調試基于稀土金屬的硬磁化合物永磁體的*佳3D打印成型工藝。這將從小規(guī)模生產任何形狀的磁鐵開始，逐漸創(chuàng)建出復雜的磁鐵配置。這種磁鐵適用于起搏器工作的微型電動機和發(fā)電機。除此之外，作為典型的增材制造技術，該技術*大限度地減少了生產浪費并縮短了生產周期。具體的方法和實驗結果的描述發(fā)表在《磁性與磁性材料雜志》上。

永磁體可以長期保持磁場源。該屬性用于各種行業(yè)和設備，例如現代電動機、家用和計算機設備以及其他電器的制造。制造永磁體的傳統(tǒng)方法只允許制造大型產品，并且通常有兩個磁極——N極和S極。

從科學和技術上講，制造復雜而小型的磁鐵并不是一件容易的事，然而，事實證明，用硬磁性材料制造復雜形狀零件的*有希望的方法之一是使用 3D 打印。烏拉爾科學家已經設法確定了使用選擇性激光燒結和磁粉 3D 打印永磁體的*佳參數。

3D 打印可以在幾乎所有生產階段改變磁鐵的內部特性。例如，改變化合物的化學成分、微晶的空間取向程度和晶體結構，以及影響矯頑力（抗退磁性）。

“制造小型磁鐵是一項艱巨的任務。現在它們只能通過將大磁鐵切割成碎片來制造，因為機械加工大約一半的使用過的材料會變成垃圾。此外，切割會在近表面層中引入大量缺陷，從而導致磁體性能大幅下降。增材制造技術可以避免這種情況并制造復雜的磁體，例如，具有一個北極和兩個空間分離的南極，或同時具有五個南極和五個北極的磁體。這種配置對于起搏器來說是必要的，因為只能在顯微鏡下用單獨的磁鐵組裝電動機的轉子，”磁性和磁性納米材料系副教授兼固態(tài)部分研究員 Dmitry Neznakhin 解釋說UrFU的磁性。

俄羅斯科學家已經成功地生產出薄（約1mm）的永磁體，其特性與工業(yè)生產的磁體相似。使用的基體是含有釤、鋯、鐵和鈦的粉末。該化合物具有適合永磁體的特性，但傳統(tǒng)的制造方法剝奪了該化合物的大部分特性。因此，科學家們決定看看這些特性是否可以通過 3D 打印技術得以保留。

“當使用傳統(tǒng)方法基于這些化合物制造永磁體時，成品的性能與理論上預測的相差甚遠。我們發(fā)現，在燒結樣品時，添加由釤、銅和鈷合金制成的易熔粉末可以保留主磁粉的磁性。這種合金在低于主要合金變化特性的溫度下熔化，這就是*終材料保持其矯頑力和密度的原因，”Dmitry Neznakhin 補充道。

目前，科學家們正在建立硬磁材料微觀結構和磁性的基本形成規(guī)律，并正在確定哪些磁性材料可用于使用 SLS 制造永磁體。這包括測試燒結方法如何影響另一種已知的磁鐵基體的特性——一種釹、鐵和硼的合金。下一階段的工作將是生產適用于實際應用的大塊永磁體。該研究得到了俄羅斯科學基金會的支持（資助號 21-72-10104）。