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奥地利开发3D打印超磁体用于风机等清洁能源设备

北极星风力发电网  来源:中关村在线    2020/2/10 10:57:35  我要投稿  

北极星风力发电网讯:来自奥地利格拉茨工业大学,维也纳大学和FAU埃尔兰根-纽伦堡大学(FAU)的研究人员将3D打印钕(NdFeB)超级磁铁用于清洁能源设备。钕铁硼是一种与铁和硼一起使用的稀土金属元素,可产生坚固的永磁体。

激光粉末床熔合(LPBF)被用于制造NdFeB微结构磁体,这在常规制造中是不可行的。这样的组件可以潜在地用于风力涡轮机和电动机内的磁性开关系统和传感器。 “通过增材制造技术,可以生产出具有更复杂设计的零件;然而,获得功能材料的印刷工艺仍然是研发的主题,”发表的研究介绍说,“在LPBF中,[NdFeB]粉末被完全熔化,导致形成了一种新的微观结构,从而起到了矫顽作用,增加磁场强度。”

据3D打印超级磁铁的研究人员称,钕铁硼磁铁用于计算机和智能手机组件中,但尚未在其他应用中实现,包括电制动器,电磁开关和某些电动机系统。 3D打印超级磁体被设计为替代NdFeB磁体的替代品,后者是资源密集型的,并且不是可持续的。然后,开发了一种工艺,以纯金属制成的3D打印磁体,具有较高的相对密度,同时又能控制其微观结构。来自TU Graz的材料科学研究院,连接与成形研究所的Siegfried Arneitz和Mateusz Skalon表示:“这两种功能的结合可以有效地利用材料,因为这意味着我们可以根据应用精确地调整磁性能。”

Siegfried Arneitz格拉茨工业大学材料科学研究与连接技术研究所的研究人员正在研究3D打印的替代磁性材料 图片来自TU Graz

改善稀土金属正如Arneitz所说,稀土金属在高温下会失去其磁性,而特殊的Fe-Co合金可在200°至400°C的温度下保持其磁性并显示出良好的温度稳定性。通过评估熔池稳定性,发现3D打印NdFeB材料显示出增强的磁性能。 Arneitz补充说:``理论计算表明,这些材料的磁性能可以提高2到3倍。'' “我们将继续就该主题进行研究,以便为不需要钕磁铁的领域开发替代性磁性材料。”

格拉茨工业大学先前已经对改性316L不锈钢粉末进行了研究,以进行增材制造,以获得更好的印刷质量。和表面光洁度。该研究所的一个小组还在研究一个用于建筑的3D打印混凝土零件的开发项目。 Mateusz Skalon,MichaelGrtler,Benjamin Meier,Siegfried Arneitz,Nikolaus Urban,Stefan Mitsche Christian Huber,Joerg Franke和Christof Sommitsch共同撰写了“熔池稳定性对3d打印NdFeB磁体对密度和磁性能的影响”一书。


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