Российские учёные напечатали на 3D-принтере магниты сложной геометрической формы с максимально улучшенными на сегодняшний день свойствами. Как отмечают исследователи, их показатели магнитов ближе всего к литейным аналогам. В технологии 3D-печати использовался порошок на основе разных металлов, который плавился лазером. В результате разработчики получили магнит с минимальным количеством структурных дефектов. По их словам, данная технология создания магнитов проще и быстрее традиционных методов.
- Магнит в процессе печати на 3D-принтере
- © Пресс-служба НИТУ «МИСиС»
Учёные НИТУ «МИСиС» напечатали на 3D-принтере магниты сложной геометрической формы с улучшенными свойствами. Об этом RT сообщили в пресс-службе университета. Результаты исследования опубликованы в журнале Material Letters.
В технологии 3D-печати был использован порошок на основе неодима, железа и бора. Учёные сплавили порошок лазером.
В результате разработчики получили постоянные магниты (изделия, сохраняющие состояние намагниченности в течение длительного времени. — RT) сложной геометрической формы с минимальным количеством структурных дефектов и требуемыми свойствами. По словам учёных, они смогли увеличить магнитную силу и плотность изделий, напечатанных на 3D-принтере, и приблизить эти показатели к литейным аналогам.
Также по теме
В России готовы печатать комплектующие для автомобильной промышленности на 3D-принтерах. Отечественные технологии позволяют создавать...
Напомним, ранее в России уже печатали постоянные магниты на 3D-принтере с добавлением плавней. Как отметили в беседе с RT специалисты из НИТУ «МИСиС», «такие вещества негативно влияют на чистоту магнитного материала, поэтому новая технология 3D-печати предполагает использование чистых порошков неодим-железо-бор».
Постоянные магниты применяются в самых разных устройствах. Однако изготовление таких изделий — это долгий и дорогой процесс. Одним из наиболее перспективных способов создания деталей сложной формы из магнитотвёрдых материалов является 3D-печать. Как отмечают учёные, она позволяет исключить такие операции, как прессование, спекание и последующую механическую обработку, что сокращает количество технологических операций.
- Образцы магнитов, напечатанных на 3D-принтере
- © Пресс-служба НИТУ «МИСиС»
По словам специалистов, время производства магнита на 3D-принтере сократилось более чем в три раза по сравнению с промышленной традиционной технологией.
«3D-печать магнитов — совершенно новая область не только в нашей стране, но и в мире. В настоящее время научные коллективы, которые умеют печатать магниты, можно пересчитать по пальцам. Мы успешно движемся вперёд, к разработке новых импортозамещающих технологий 3D-печати практически любого металломатричного мультиматериала, который можно изготовить в виде порошка и который имеет температуру плавления до 3500 °C», — рассказал в комментарии RT руководитель лаборатории Катализа НИТУ «МИСиС» Александр Громов.
Учёные пока опробовали свою технологию получения магнитов в лабораторных условиях, однако они планируют внедрять её в производство. Благодаря разной геометрической форме магнитов их можно будет применять как в приборах для космической отрасли, так и в бытовой электронной технике, отмечают специалисты.
На пути к 7 технологическому укладу.
Комментарии
Это путь в 6 и далее 7 технологический уклад, ЭПС данный Гребенниковым многое что может делать если структуры не такие тривиальные. В частности можно резко упростить наземный транспорт и иметь полностью автономные решения по энергетике - топливо на удобрения и постройку пойдёт.
Печать условно до 100нм, далее другие методы. Самосборка, то чем я занимался и предложил новые в т.ч. позднее осуществлённые вне РФ методы - индуцированная двумерная и частично реализован индуцированная трёхмерная самосборки. Пока не видел публикаций по трёхмерной самосборки индуцированной с трансляцией на сотни слоёв вглубь обрабатываемой поверхности - на идеи в последнем случае повлияли содержательнейшие лекции с беседами и книга Санина Андрея Леонардовича "Электронная синергетика".
Сложными магнитными полями занимался также выдающийся Инженер Голубев из Беларуси, автор машины Голубева - интереснейших 2 разных видов тепловых машин/пневмодвигателей. Некоторые его работы могут быть полезны для получения например компактных гибридных ДВС с удельной мощностью в режиме генератора лучше 3 кВт на кг веса. НУЖНО прежде всего для воздушной техники с распределённой установкой как на ТВС-2МС с батареей электродвигателей когда более 1т берущая машина требует менее 40м для взлёта налегке.
Можно вместо такого встроить в сам ДВС. Это выше по КПД чем ТВД будет и надёжнее как генератор. Обмотки сложной формы уже распечатывали.
Это вы не за энтомолога Гребенникова глаголите?
Да, самое ценно е что было это не технологии а сам факт как он воспринимал - контаката с негуманоидными системами биологического типа, возможно это насекомые, возможно другие существа. ТТХ некоторых действительно удивительные и выходят за рамки насущной необходимости. Есть и другие. Они то Землю первыми и заселяли. Откуда кто и как - вопрос.
ЭПС описан и применялся с 19 века, при определённых условиях как раз тех что частично в статье изложены - дело может принять оборот после которого вы о ракетах как о музейных экспонатах будет вспоминать, в т.ч. с ядерными двигателями..
А не является ли и головной мозг полостной структурой?
Другой. Если вы про человеческий.
6 и 7 уклад??
Гм...
Технологические уклады базируются на новых фундаментальных открытиях которые приводят к появлению новых источников энергии, а не допиливание старых технологий.
А освоение и эффективное использование новых источников энергии становится возможным благодаря появлению новых материалов и механизмов.
...которые были созданы в рамках старого технологического уклада. Не факт что получится, как в случае Токамака.
Ну да. Обычно так и происходило. Освоение энергии угля началось с создания первого синтетического топлива - каменноугольного кокса. Что позволило существенно нарастить производство чугуна. Освоение чугунолитья позволило массово производить механизмы, в том числе и паровые машины. Которые первоначально применялись для откачики воды из угольных шахт. Как-то так.
Случай Токамака несколько иной. Мы попытались прыгнуть выше головы. Пока не получилось. Все наши проблемы из-за торможения разворачивания атомной энергетики.
Позволю себе поспорить.
Случай с токамаком ничем не отличается от развития черной металлургии. Из чугуна мало что можно полезного сделать, недаром его называли "свиным железом".
Прорыв случился в середине 19 века, когда научились получать литую сталь. Можно ли это считать новым технологическим укладом, несмотря на явные выгоды в освоении этой технологии? Нет - это вершина процесса, который шел долгие века, совершенствуя металлургию.
То же и с Токамаком. Термояд в одном технологическом укладе, что и ядерная энергетика, лазерные технологии, микроэлектроника и генная инженерия.
А вот здесь я немножечко офигел. Чугун, вообще-то, один из базовых конструкционных материалов. Да, большая часть производимого в мире чугуна - это передельный чугун, но даже так из чугуна льют миллионы тонн деталей. А в 18 веке чугунолитьё было единственным способом изготовить поршни и цилиндры для паровых машин.
Напомню, изначально паровые машины применялись для откачки воды из угольных шахт, что как раз позволило поднять добычу угля на не виданную ранее высоту. Это раз.
Два, изобретение конвертерного ( Бессемеровского ) и Мартеновского процессов действительно являются прорывом. Впервые человек получил жидкую сталь.
Но начало индустриальной революции, это именно применение каменноугольного коса в доменном процессе. Это позволило в десятки, сотни раз нарастить производство чёрных металлов.
Совершенствовать металлургию можно в разных направлениях. Например, Булат. Это вообще композит. Здесь иное, здесь появление стабильной ( ранее из-за пергаментного исчерпания древесного топлива металлургические базы "кочевали" по Европе в поисках топлива ), крупномасштабной металлобазы.
Ну....
Это сейчас чугун базовый конструкционный материал. Есть серый, белый, ковкий и просто чугун. А тогда, на заре развития металлургии был только один чугун - с максимально возможным содержанием углерода. То есть довольно хрупкий материал. Попытки делать из него что-то полезное не всегда оканчивались успехом. Например пушки. Первый чугунный мост - это 1779 г.
Основной конструкционный материал в 18 веке - дерево)))
Да, применение кокса было важным достижением в ч. металлургии. Только это связано не столько с применением машин для откачки воды из шахт, сколько с общим технологическим развитием.
Самая большая проблема связанная с использованием угля было большое содержание серы и др. элементов (фосфор, кремний и т.д.) в угле. В отличии от древесного кокса. Когда полностью решили эту проблему - каменный кокс окончательно победил древесный. А так - довольно долго древесный кокс успешно конкурировал с каменным, особенно там, где было много лесов. Например в России. Или в Швеции. Почти всё железо, получаемое в Швеции шло на экспорт в Англию, что позволило Швеции выйти в лидеры Европы и вести затратные войны, например Северную войну.
На заре машиностроения именно из чугуна получали механизмы, коллега. Напомню, как таковых станков ещё не было. Вы говорите про pig iron, но это скорее смесь шлаков с чугуном. Ну помните Штукофены, Блауфены) Там часть руды после восстановления превращалась не в крицу, а в чугун и смешивалась внизу печи со шлаком. И действительно сотни лет люди не знали что с этим делать.
Но в 16 веке европейцы освоили примитивный передельный процесс в кричных горнах. В качестве полуфабриката в этом процесс как раз и использовали чугун полученный в домнах, естественно не смешанный со шлаком. Таким образом отход превратился в ценное сырьё. Во многом благодаря этому открытию Европа сумела перегнать Турцию по производству железа в 16 века ( но не по качеству ).
Далее если вспомнить про машиностроение, то я забыл упомянуть одно замечательное изобретение - Вагранку. Именно она позволила отделить чугунолитьё от доменного процесса. Во многом это способствовало появлению машиностроения как такового т.к. 18 веке именно литьё было единственным способом получать максимально повторяемые изделия. А без повторяемости... Ну какое это машиностроение? Так кустарщина. Вагранки, кстати, тогда работали на коксе.
Применение паровых машин повысило EROI угледобычи. Ввело в оборот те запасы угля, что ранее были недоступны добыче.
Правильно. Металл полученный на коксе как правили "грязный". Но его можно выплавить существенно больше. В десятки, сотни раз. Это возможно не только благодаря большей топливной базе, но и благодаря высокой механической прочности каменноугольного кокса, что позволяла строить более высокие доменные печи, обладающие большей производительностью. С началом использования кокса, настала эпоха "грязного" металла. Даже сейчас чугун выплавленный на древесном угле качественней и чище. Однако он существенно дороже, а лесов на выплавку потребного количества не напасёшься. Единственная страна, что сейчас в промышленных масштабах плавит чугун на древесном угле - это Бразилия. Им повезло, что Эвкалипт имеет оборот рубки всего 7 лет.
В лидеры вышли мы) В конце 18 века около 30% мировой продукции чёрных металлов было сосредоточенно в России. И 80% от всей выплавки было сосредоточенно на Урале.
Никогда больше у нас не было таких позиций в мире.
А кроме электро-авиации, где ещё можно применить в 6-7 технологическом укладе?
Магнитные подшипники, как вариант.
в 7 - безопорные средства перемещения, прыгалки а главное системы расчёта перемещений и воздействий - при этом все прочие вооружения устаревают как дротики с каменными наконечниками у дикаря против танка.
Что-то типа телефонного акселерометра (шагомера)?
З.Ы. Если бы медицинская наука была благосклоннее к гомеопатии, то, наверное, и для лечения какие-нибудь магниты пригодились.
нет
думаю кто нужно прочёл и понял о чём я
Всегда думал что при сильном нагреве магнит становится просто железякой..
При нагреве выше точки Кюри, да. К чему вопрос? Если про 3500 градусов, то это температура спекания/сплавления порошка. Точка Кюри у неодимовых магнитов около 80 градусов ( что не очень удобно ).
У самарий-кобальтовых с добавками много свыше 1000К. Я их в 1991 собирался к клапанах ДВС по мотивам машины Голубева применить. Там много чего из ракетной технологии было и техники физического эксперимента.
Но они то с NdFeB работают.
>620К можно обеспечить конкретно Sm2Co17 сплав G32H - там многие характеристики отличные.
Наверное сим также можно.
Вообще самые сильные магниты и легче не из металлов или скажем так из необычных сред.
И как можно спекать на 3500 но не превышать 80??
Так в момент спекания на него и действуют магнитным полем. Раньше это было две операции: брикетирование в магнитном поле, и затем спекание ( при температуре ниже точки Кюри естественно ). Теперь, благодаря аддитивным технологиям, можно совместить.
"Как отмечают учёные, она позволяет исключить такие операции, как прессование, спекание и последующую механическую обработку" так а как они получают из порошка деталь чем "склеивают"?
Оно спекается лазерным лучом.
Дык я на что и недоумеваю, в цитате избегают процесса спекания
Оно подразумевается. Т.К. аддитивная установка работает по технологии slm.
Ну надо всёж таки автору текста хвост накрутить ибо подразумевается и позволяет избегать операции спекания в одном тексте как то по идиотски вы не находите?
Потому что тут не спекание порошкового брикета, а именно печать из порошка лазерным лучом. Это две большие разницы.
Знаете я привык думать что русский язык велик могуч и многообразен, так какого же хрена пресс служба не может назвать спекание брикета сплавлением, а порошок спеканием или как угодно но понятно из прочтённого текста без всяких подразумеваний?
Ну, они использовали термин 3-d печать.
А работали они вот на этой установке.
А сложные формы то где?
Пока только хотят. Тут в названии косяк)