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 Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) arbeitete gemeinsam mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Technischen Universität Graz, der Universität Wien sowie 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, an dem unter anderem Prof. Dr. Jörg Franke vom Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik der FAU beteiligt ist, 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 die Forscherinnen und Forscher die magnetischen Eigenschaften exakt auf die jeweilige Anwendung zuschneiden.

 

Originalveröffentlichung:

Mateusz Skalon, Michael Görtler, Benjamin Meier, Siegfried Arneitz, Nikolaus Urban, Stefan Mitsche, Christian Huber, Joerg Franke, Christof Sommitsch; “Influence of Melt-Pool Stability in 3D Printing of NdFeB Magnets on Density and Magnetic Properties”; Materials 2020.

https://doi.org/10.3390/ma13010139