Ímãs 3D Impressos Sustentáveis: Soluções Ecológicas e de Precisão para Eletrônica Moderna

De turbinas eólicas e motores elétricos a sensores, ímãs permanentes são usados em muitas aplicações elétricas. A produção desses ímãs geralmente envolve sinterização ou moldagem por injeção. Mas devido à crescente miniaturização da eletrônica e requisitos mais exigentes colocados em componentes magnéticos em termos de geometria, métodos de fabricação convencionais frequentemente ficam aquém. Tecnologias de manufatura aditiva, no entanto, oferecem a flexibilidade de forma necessária, permitindo a produção de ímãs adaptados às demandas da aplicação em questão.

Pesquisadores fabricaram super ímãs com a ajuda de tecnologia de impressão 3D a laser. O método usa uma forma em pó do material magnético, que é aplicada em camadas e derretida para ligar as partículas, resultando em componentes feitos puramente de metal. O processo foi evoluído para um estágio onde ímãs podem ser impressos com alta densidade relativa enquanto controlam suas microestruturas.

O foco inicial da pesquisa foi a produção de ímãs de neodímio (NdFeB). Devido às suas propriedades químicas, o neodímio é usado como base para muitos ímãs permanentes fortes que são componentes cruciais para computadores e smartphones. Em outras aplicações, como freios magnéticos, interruptores magnéticos e certos sistemas de motores elétricos, a forte força dos ímãs NdFeB é desnecessária e também indesejável.

Ímãs de ferro e cobalto (Fe-Co) representam uma alternativa promissora aos ímãs NdFeB em dois aspectos: a mineração de metais de terras raras é intensiva em recursos e não sustentável, e a reciclagem de tais metais ainda está em sua infância. Mas ímãs Fe-Co são menos prejudiciais ao meio ambiente. Metais de terras raras também perdem suas propriedades magnéticas em temperaturas mais altas, enquanto ligas especiais Fe-Co mantêm seu desempenho magnético em temperaturas de 200 a 400 °C e demonstram boa estabilidade térmica.