| 3D列印是一種折衷技術, 用於幾乎所有您能想到的行業的應用, 從簡單地用塑料或純金屬製造出來. 但用於製造具有導電性和磁性等特殊性能的材料可能還有很長的路要走. 許多研究人員已經開發出3D列印磁鐵的不同方法, 最近為該領域做出貢獻的組織是美國能源部關鍵材料研究所 (CMI) 使用3D雷射金屬列印技術來優化永磁材料, 該研究所認為, 該材料可能是用於某些應用的昂貴的稀土釹鐵硼 (NdFeB) 磁體的更經濟的替代品. CMI使用的合金由鈰組成, 它是一種價格較低且稀有的稀土元素, 以及鈷, 鐵和銅. 研究人員3D列印了各種樣本, 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更出色的磁性. ' CMI科學家Ryan Ott說. '有了四個元素, 就有了大量的作品可供您選擇. 使用3D列印大大加快了搜索過程. ' 用傳統的生產方法生產磁體可能需要幾周的時間, 但3D列印只需要兩個小時. 研究人員確定了最有前景的樣品, 然後使用傳統鑄造方法製作了第二套樣品, 並將其與原始樣品進行比較, 看看他們之間的差距. CMI科學家Ikenna Nlebedim表示: '由於需要開發必要的微觀結構, 因此使用雷射印刷來識別大塊材料的潛在永磁體相是非常具有挑戰性的. '但是這項研究表明, 增材製造可以作為快速經濟地製造永磁合金的有效工具. '  該研究記錄在題為《用於永磁應用的Ce-Co-Fe-Cu系統的快速評估》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. '通過將不同比例的合金粉末加入由雷射產生的熔池中, 通過雷射工程網成形 (LENS) 合成具有受控組成的大塊樣品的陣列' , 該論文解釋說. '基於對LENS印刷樣品的磁性評估, 製備了具有不同Fe (5-20at. % ) 和Co (60-45at. % ) 組成的電弧熔化和鑄錠, 同時保持恒定的Ce ( 16原子% ) 和Cu (19原子% ) 含量. 在鑄態和熱處理樣品中分析了不同化學成分的微觀結構和相的演變以及它們對磁性的依賴性. 在LENS印刷和鑄造樣品中, 我們發現最佳的磁性對應於主要單相Ce (CoFeCu) 5微結構, 其中高矯頑力 (Hc﹥ 10kOe) 可以在沒有任何微觀結構細化的情況下實現. ' 關鍵材料研究所是美國能源部艾姆斯實驗室牽頭的能源創新中心, 由能效和可再生能源辦公室的先進位造辦公室支援. CMI正在研究如何減少或消除對稀土金屬和目前對清潔能源至關重要的其他材料的依賴. 來源: 中國3D列印網 |
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