Find bedre magneter hurtigere med 3D-metalprintprototyper

US Department of Energy's Critical Materials Institute (CMI) brugte laser 3D metal print til at optimere et permanent magnet materiale, der kan være et økonomisk alternativ til de dyrere sjældne jordarters neodym jernbor (NdFeB) magneter i nogle applikationer.

Magnetlegeringen er sammensat af cerium - en billigere og mere rigelig sjælden jordart - kobolt, jern, og kobber. Forskerne producerede en række kompositioner i prøver, der blev printet ved hjælp af en 3D lasermetalprinter.

"Dette var et kendt magnetmateriale, men vi ville genbesøge det for at se, om vi kunne finde usædvanlige magnetiske egenskaber, " sagde CMI-forsker Ryan Ott. "Med fire elementer, der er et stort rum af kompositioner at jage rundt i. Brug af 3D-print accelererer søgeprocessen markant."

En række magneter blev printet på to timer i stedet for at producere dem via konventionelle produktionsmetoder, hvilket kan tage uger. Prøverne med de mest lovende egenskaber blev identificeret; et andet sæt prøver blev derefter fremstillet ved konventionelle støbemetoder og sammenlignet med originalerne, hvilket bekræftede resultaterne af de laserprintede prøver.

"Det er meget udfordrende at bruge laserprint til at identificere potentielle permanente magnetfaser for bulkmaterialer på grund af behovet for at udvikle den nødvendige mikrostruktur, "sagde CMI -videnskabsmanden Ikenna Nlebedim." Men denne forskning viser, at additiv fremstilling kan bruges som et effektivt værktøj til hurtigt og økonomisk at identificere lovende permanentmagnetlegeringer. "

Forskningen diskuteres i papiret, "Hurtig vurdering af Ce-Co-Fe-Cu-systemet til permanente magnetiske applikationer, " medforfatter af F. Meng, R.P. Chaudhary, K. Ghanda, I. C. Nlebedim, A. Palasyuk, E. Simsek, M. J. Kramer, og R. T. Ott; og med på forsiden af ​​juni 2018 JOM , Journal of The Minerals, Metal &Materials Society .