Unter welchen Bedingungen lassen Dauermagneten optimal 3D drucken? Ein russisches Forscherteam, bestehend aus Wissenschaftler der Uralischen Föderalen Universität und der Uralischen Abteilung der Russischen Akademie der Wissenschaften versucht genau das herauszufinden. Zu diesem Zweck untersuchen die Forscher Dauermagneten aus hartmagnetischen Verbindungen, auf der Basis von Seltenerd-Metallen.
Das Ziel besteht darin, eine Produktion von Magneten zu ermöglichen, denen während der Produktion eine beliebige Form zugewiesen werden kann und dabei zugleich komplexe Konfigurationen von Magneten zu ermöglichen.
Magnete für Motoren und Herzschrittmacher
Im konkreten Fall geht es um Magneten, wie sie sich für den Einsatz in Miniatur-Elektromotoren und elektrische Generatoren, mit denen Herzschrittmacher arbeiten, eignen. Zugleich minimiert die hier erprobte Fertigungsmethode den während der Produktion anfallenden Abfall und sorgt zugleich für einen kürzeren Produktionszyklus.
„Die Herstellung kleiner Magnete ist eine schwierige Aufgabe. Derzeit werden sie nur durch Zerschneiden eines großen Magneten hergestellt, wobei durch die mechanische Bearbeitung etwa die Hälfte des verwendeten Materials zu Abfall wird. Außerdem entstehen durch das Schneiden viele Defekte in der oberflächennahen Schicht, wodurch sich die Eigenschaften des Magneten enorm verschlechtern. Mit additiven Technologien lässt sich dies vermeiden und es können komplexe Magnete hergestellt werden, beispielsweise mit einem Nordpol und zwei räumlich getrennten Südpolen oder ein Magnet mit fünf Südpolen und fünf Nordpolen auf einmal. Solche Konfigurationen werden für Herzschrittmacher benötigt, bei denen der Rotor für einen Elektromotor nur unter dem Mikroskop aus einzelnen Magneten zusammengesetzt werden kann“, so Dmitry Neznakhin, seines Zeichens außerordentlicher Professor am Department für Magnetismus und magnetische Nanomaterialien und Forscher in der Abteilung für Festkörpermagnetismus an der Uralischen Föderalen Universität (UrFU).
SLS-Druck mit Metallpulver
Mittels Selektivem Lasersintern (auch als SLS-Druck bekannt) gelang es den Uraler Forschern, etwa einen Millimeter große Dauermagnete herzustellen, deren Eigenschaften denjenigen, auf klassischem Wege industriell gefertigter Magneten sehr nahekommen. Als hierfür diente ein, für den SLS-Druck aufbereitetes Pulver, welches Samarium, Zirkonium, Eisen und Titan enthält.
Sehr gute Eigenschaften für Dauermagnete Der Einsatz dieser Metalllegierung hat den Hintergrund, dass diese sich zwar eigentlich sehr gut für die Fertigung von Dauermagneten eignet, durch herkömmlichen Fertigungstechnologien jedoch die meisten ihrer Eigenschaften verliert.
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