俄罗斯物理学家使用3D打印机打印独特的磁铁,应用前景广泛

3D打印科研前沿
2021
04/15
09:29
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来源:中关村在线

俄罗斯叶卡捷琳堡乌拉尔联邦大学(UrFU)的物理学家将用3D打印机打印出独特的磁铁、磁系统、软磁元素。用这种打印机制作的样品几乎可以在从医学到太空的任何领域发挥作用。例如,它可以被机器人手术助手用来疏通动脉和静脉,或者放置支架。据UrFU磁学和磁性纳米材料系副教授Aleksey Volegov介绍,现在科学家们正在决定他们将首先开始打印哪种磁铁。

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"这些将是基于钐或钴化合物的磁铁。它们可以用在潜艇、空间站、舰船上。也就是说,在那些温度变化非常强烈的领域,我们需要在稳定性方面具有特殊性能的磁铁。"Aleksey Volegov说。"或者将是基于钕、铁和硼合金的简单磁体,在正常温度下工作。这种磁铁被用于智能手机、硬盘驱动器和汽车发动机传感器。例如,最新一代的特斯拉电动马达中就安装了这种磁铁。"

研究人员想要制造小型磁铁。他们的要求得到了世界市场上唯一的德国打印机型号的满足。世界上很少有打印机可以用金属粉末进行打印,并且打印参数的设置是开放的。这些打印机主要用于研发机构。

"我们的模型可能是世界上唯一符合我们目标的模型,"Aleksey Volegov说。"该打印机使使用选择性激光熔化和选择性激光烧结技术从金属粉末中获得样品成为可能。在第一种情况下,粉末颗粒被完全重熔,在第二种情况下,它们在表面附近轻微熔化。当今世界上已发表的科学论文约有20篇,其作者都尝试过打印磁铁。而关于选择性激光熔化的工作,一般来说,一只手的手指就能数得过来。"

在现阶段的工作中,打印出来的样品需要进行后处理(而科学家在打印后对零件进行磁化)。为了使打印机能够立即打印出具有特定性质的磁体,有必要教会它使用特定的粉末工作,并打印出所需的样品。据Aleksey Volegov介绍,这可能需要长达半年到几年的时间。

科学家们打印了三个小零件作为测试样品,以验证打印机的准确性。第一个被送往德国进行额外的设备配置(在特定区域的分数上)。第二个是行星方格齿轮,这是一个不可分离的系统,只有通过3D打印才能获得。第三个细节是塔楼的下层,有一个螺旋楼梯和栏杆。



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