Devemos ser atraídos por ímãs?

Os ímãs podem ser incríveis quando usados ​​corretamente em um produto; no entanto, as coisas não são tão simples quanto parecem. Vejamos três aplicações para o uso de ímãs em um produto e os principais detalhes que os fazem funcionar bem. Freqüentemente, há detalhes sutis que podem fazer a diferença entre funcionar bem e desmoronar.

Travando:

Os ímãs podem funcionar muito bem como uma trava, um exemplo comum seria as travas do gabinete, eles são baratos e eficazes, no entanto, a chave para seu sucesso simples é o fato de que as portas em que são usados ​​sempre vêm para a posição totalmente fechada. A razão pela qual isso é importante é que a força magnética diminui à medida que a distância aumenta; dobrar a distância de separação reduz a força de tração em 75%. Isso significa que os ímãs não funcionam bem para fechar as portas, por exemplo, eles não seriam eficazes para puxar contra uma gaxeta para uma vedação. Para aplicações como essa, uma trava mecânica deve ser usada.

Da mesma forma, os ímãs não funcionam bem para prender o material. As pessoas geralmente querem usar os ímãs como um clipe para prender um dispositivo vestível à roupa, mas isso significa que o material de roupa mais grosso aumentará a distância do espaço e significa menos força de retenção. Uma solução melhor é usar uma mola, porque a força realmente aumenta com a distância, para que seu dispositivo não caia se alguém estiver usando um suéter grosso.

Outra coisa a se considerar ao usar ímãs como trava é que os grandes ímãs de força que podem ser aplicados para manter sua porta fechada são igualmente aplicados ao mecanismo usado para prender o ímã à porta. Você não pode esperar que algumas gotas de cola prendam um ímã com 15 libras de força de tração em uma porta, então certifique-se de fazer seu anexo muito mais forte do que as forças magnéticas envolvidas. Esta falha foi vista no início do Tesla Model S, onde o adesivo usado para segurar o ímã da trava da porta de carregamento falhou, levando a vários Tesla dirigindo por aí com a porta aberta. Particularmente quando há flutuação de alta temperatura, é uma boa ideia fornecer fixação mecânica além de um adesivo para evitar problemas como este. Firmas de engenharia como nós precisam lidar com esse tipo de problema todos os dias.

Intertravamento:

Um interlock é um dispositivo de segurança que, ao enviar um sinal de interrupção, interrompe o funcionamento de um equipamento quando um usuário acessa parte do dispositivo (por exemplo, quando o micro-ondas é desligado quando você abre a porta). Normalmente, isso é feito com um microinterruptor que é acionado mecanicamente; no entanto, em alguns casos, particularmente em ambientes extremos ou aplicações sanitárias, esses interruptores precisam de aberturas que podem ficar grudadas, o que não é aceitável. É aqui que os ímanes podem ser úteis. Ao usar um sensor acionado magneticamente (efeito hall, interruptor reed, etc), você pode manter o interruptor dentro dos limites selados da unidade, com apenas um simples ímã que não será comprometido ou capturar detritos no "lado sujo". Um grande exemplo disso é visto na impressora Form 2 3d; lasers são usados ​​para curar uma resina, então Formlabs usa um intertravamento para garantir que a capa de proteção UV esteja no lugar, de forma que os usuários não sejam expostos ao laser durante o uso. Como a resina tem chance de respingar, um microinterruptor tradicional não seria uma ótima opção, pois a resina potencialmente obstruiria o mecanismo, portanto, usando um ímã e sensor, eles podem manter o dispositivo fácil de limpar. No entanto, deve-se observar que algumas aplicações médicas e industriais não permitem intertravamentos inteiramente por ímãs, exigindo um recurso mecânico secundário, portanto, dependendo do seu setor, não assuma imediatamente que os ímãs são a resposta certa de intertravamento.

Anexo:

Depois de alguns minutos brincando com ímãs de neodímio de alta resistência, é muito compreensível que as pessoas percebam seu potencial para juntar componentes modulares. E pode funcionar muito bem, basta olhar para itens como cabos de carregamento magnéticos ou capas de tablets, no entanto, como a maioria dos produtos magnéticos, as coisas não são tão simples quanto parecem. O ímã para carregar cabos não fornece alinhamento, apenas fornece a força de retenção; o alinhamento que permite que os pinos conduzam é, na verdade, fornecido pelo formato do corpo do conector; uma borda ao redor da borda faz com que as duas peças se alinhem. Isso é importante lembrar ao projetar, porque a natureza dos ímãs significa que você não obtém um grande alinhamento axial, portanto, não se pode confiar apenas neles se o alinhamento for fundamental para o funcionamento.

Como acontece com a maioria das sugestões de design, sempre há exceções; um exemplo flagrante é a capa magnética usada em iPads; eles não têm recursos de chaveamento mecânico, mas fornecem fixação e alinhamento. Como isso é feito? A resposta é usar uma série de ímãs em vez de um único ímã, conforme mostrado em um desmontagem ifixit.com, a tampa é fixada usando uma série de ímãs de pólos alternados de tamanhos diferentes. O padrão alternado de tamanho variável (conhecido como sequência de Barker) essencialmente fornece um alinhamento muito mais apertado como qualquer desalinhamento, auto corrigido devido à polaridade dos ímãs, enquanto os tamanhos diferentes significam que você não pode ser compensado por uma largura de ímã. Então, por que isso não pode ser usado sempre que você quiser obter o alinhamento usando ímãs? A resposta simples é custo, mais imãs significa custo mais alto; tanto em termos dos próprios ímãs quanto da mão de obra necessária para garantir o correto alinhamento. Uma possível alternativa seriam os "polimãs" dos Correlated Magnetics, que são essencialmente matrizes de ímãs dentro de um único substrato, mas o custo ainda é muito maior do que ímãs simples.

Então, da próxima vez que você estiver em uma revisão de design e alguém propor ímãs como a solução mágica para todos os seus problemas, certifique-se de que eles não estejam tentando colocar os ímãs de chifre em uma função para a qual não são adequados. É sempre uma boa ideia trabalhar com equipes que têm experiência com ímãs e prototipar cedo e frequentemente, pois há muito envolvimento com a experiência do usuário de ímãs. Entre em contato com uma empresa de engenharia perto de você para obter mais informações ou entre em contato conosco.