俄羅斯科學(xué)家3D打印了微型永磁體
烏拉爾聯(lián)邦大學(xué)和俄羅斯科學(xué)院烏拉爾分院的科學(xué)家們正在聯(lián)合開展一個項目，確定用稀土金屬的硬磁化合物3D打印永磁體的最佳條件。
這項技術(shù)使得小規(guī)模生產(chǎn)任何形狀的永磁體成為可能，還能創(chuàng)造復(fù)雜的永磁體，對磁力進(jìn)行配置。這樣的永磁體可以用于制造微型電動機(jī)和發(fā)電機(jī)，而微型電動機(jī)和發(fā)電機(jī)可以用于心臟起搏器等設(shè)備。此外，這項技術(shù)還能最大限度地減少生產(chǎn)浪費(fèi)，還具有較短的生產(chǎn)周期。
永磁體可以在很長一段時間內(nèi)保持磁場源，被廣泛用于各種行業(yè)和設(shè)備，如現(xiàn)代電動機(jī)、家用電器和計算機(jī)設(shè)備等多種電器的制造。傳統(tǒng)方法制造的永磁體很難做到微小體積，而且通常有兩個磁極，一個在北方，一個在南方。
從技術(shù)角度來講，制造復(fù)雜的小型永磁體并不是一件容易的事。而3D打印技術(shù)，可以用來制造復(fù)雜形狀的永磁體。經(jīng)過多次的實(shí)驗(yàn)，烏拉爾的科學(xué)家們已經(jīng)成功地確定了使用選擇性激光燒結(jié)和磁性粉末3D打印永磁體的最佳參數(shù)。
而且3D打印還能在生產(chǎn)階段改變磁體的內(nèi)部屬性。例如，改變化合物的化學(xué)成分、晶體的空間取向程度和結(jié)晶學(xué)紋理，以及影響矯頑力（抗退磁）。
“原來制造小型永磁體時，一般會采用機(jī)加工的方式，銑削大塊的永磁體，大約會有一半的永磁體變成工業(yè)垃圾。而3D打印可以避免這種情況，并制造出復(fù)雜的永磁體，例如一個永磁體擁有5個南極、5個北極，這樣的配置對于心臟起搏器來說是必要的。目前，心臟起搏器的電動馬達(dá)轉(zhuǎn)子都是在顯微鏡下，使用獨(dú)立的永磁體組裝的。”研究員德米特里-涅茲納金（Dmitry Neznakhin）解釋說。
目前他們已經(jīng)3D打印了只有1毫米厚的永磁體，其使用的基料是一種含有釤、鋯、鐵和鈦的粉末。
“我們發(fā)現(xiàn)，在燒結(jié)樣品時，加入釤、銅和鈷合金的易熔粉，可以保留主磁粉的磁性特征。” 涅茲納金補(bǔ)充說，“這種合金的熔化溫度低于主合金的特性變化，這就是為什么最終的材料保留了它的強(qiáng)制力和密度。”
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