Supermagnete aus dem 3D-Drucker

Ob in Windkraftanlagen, Elektromotoren, Sensoren oder magnetischen Schalt­systemen: Magnet­werk­stoffe sind wichtiger Bestand­teil mecha­tro­nischer Bauteile. Gefertigt werden sie meist in herkömm­lichen Produktions­verfahren unter Verwendung von seltenen Erden. Ein Forschungs­team der Uni Erlangen-Nürnberg arbeitete gemeinsam mit Wissen­schaftlern der TU Graz, der Uni Wien und der Forschungs­einrichtung Joanneum Research daran, pass­genaue Magnete mittels 3D-Druck herzu­stellen.

Dauermagnete sind in vielen mechatronischen Anwendungen verbaut. Durch die zunehmende Miniatu­ri­sierung und den damit einher­gehenden geometrischen Anforde­rungen an die Magnete stoßen herkömm­liche Produktions­methoden – wie etwa Sintern oder Spritz­guss – immer öfter an ihre Grenzen. Additive Fertigungs­techno­logien hingegen bieten die notwendige Gestaltungs­freiheit.

Dem Forschungsteam ist es nun gelungen, Super­magnete mittels laser­basiertem 3D-Druck herzu­stellen. Dabei wird Metall­pulver des magne­tischen Materials schicht­weise aufge­tragen, die Partikel werden durch Schmelzen mitein­ander verbunden. Mithilfe des Verfahrens lassen sich Magnete mit hoher relativer Dichte drucken und zugleich deren Mikro­struktur kontrol­lieren. Dadurch können Forscher die magne­tischen Eigen­schaften exakt auf die jeweilige Anwendung zuschneiden.

FAU / RK

Weitere Infos

• Originalveröffentlichung
  M. Skalon et al.: Influence of Melt-Pool Stability in 3D Printing of NdFeB Magnets on Density and Magnetic Properties, Materials 13, 139 (2020); DOI: 10.3390/ma13010139
• Automatisierte Produktionssysteme (J. Franke), Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg