Ímãs impressos em 3D sustentáveis

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 aos requisitos mais exigentes impostos aos componentes magnéticos em termos de geometria, os métodos convencionais de fabricação frequentemente ficam aquém. As tecnologias de fabricação aditiva, no entanto, oferecem a flexibilidade de forma necessária, permitindo a produção de ímãs sob medida para as demandas da aplicação em questão.

Pesquisadores fabricaram superímãs com a ajuda da tecnologia de impressão 3D baseada em laser. O método utiliza uma forma em pó do material magnético, que é aplicado em camadas e fundido para ligar as partículas, resultando em componentes feitos puramente de metal. O processo evoluiu para um estágio em que os 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). Por causa de 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 elétricos, interruptores magnéticos e certos sistemas de motores elétricos, a forte força dos ímãs de NdFeB é desnecessária e também indesejável.

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