Mini-Seltenerdmagneten aus dem 3D-Drucker

Winzige Dauermagneten sind vor allem in der Medizin gefragt. An ihrer Optimierung wird weiterhin gearbeitet.

Seltene Erden wie Neodym und Samarium bilden die Basis für leistungsstarke Dauermagneten, die in zahlreichen Geräten und Technologien zum Einsatz kommen. Auch in Miniaturform sind sie gefragt, vor allem für Spezialanwendungen in der Medizin. Doch die Herstellung der winzigen technischen Komponenten ist herausfordernd. Wissenschaftlern in Russland gelang es nun, die optimalen Parameter für den 3D-Druck von Miniatur-Seltenerdmagneten zu bestimmen. Ihre Ergebnisse stellten sie im Journal of Magnetism and Magnetic Materials vor.

Die Forscher der Uralischen Föderalen Universität (UrFU) und der Uraler Abteilung der Russischen Akademie der Wissenschaften nutzten das Verfahren des selektiven Lasersinterns. Dabei werden Objekte auf Grundlage eines zuvor erstellten 3D-Modells schichtweise aus pulverförmigen Materialien gefertigt. Hier diente ein Pulver aus Samarium, Zirkonium, Eisen und Titan als Ausgangsstoff, um rund einen Millimeter kleine Dauermagneten herzustellen. Deren Eigenschaften seien vergleichbar mit industriell hergestellten Magneten, heißt es in der Mitteilung der UrFU. Denkbare Einsatzgebiete wären etwa elektrische Generatoren und Miniatur-Elektromotoren für Herzschrittmacher.

Neues Verfahren vermeidet Abfall und verkürzt Produktion

Bislang werden Miniaturmagneten durch das Zerschneiden größerer Magneten hergestellt, erklärt Studienautor Dmitry Neznakhin, Forscher für Festkörpermagnetismus und magnetische Nanomaterialien an der UrFU. Dabei falle jedoch viel Produktionsabfall an, zudem werde die oberflächennahe Schicht des Magneten beschädigt. Das 3D-Druck-Verfahren komme ohne diese Nebenwirkungen aus und verkürze auch die Produktionszeit.

Als nächstes wollen die Forscher in großem Maßstab Dauermagneten für praktische Anwendungen herstellen. Dafür soll auch geprüft werden, wie sich das Sinterverfahren auf die Eigenschaften der Legierung Neodym-Eisen-Bor auswirkt, dem Werkstoff für die stärksten bekannten Magneten.

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