Потребность промышленности в постоянных магнитах ежегодно возрастает на 10-20%. Постоянные магниты системы Nd-Fe-B являются наиболее востребованными при производстве высокотехнологичных устройств. Существующие методы производства постоянных магнитов позволяют получать либо магниты простых форм с высоким значением максимального энергетического произведения ((BH)max до 56 МГсЭ), либо магниты сложных форм с небольшим (BH)max до 10 МГсЭ.
Развитие аддитивных технологий, уже нашедших широкое применение в медицине, фармакологии, строительстве и машиностроении, во многом связано с постоянным развитием требований, предъявляемых к различным устройствам, биосовместимым изделиям и др. Повышение сложности геометрии изготавливаемых изделий, приводит к необходимости применения аддитивных технологий вместо субтрактивных и консервативных. Неоспоримым преимуществом аддитивных технологий является практически полное отсутствие отходов производства, поскольку незадействованный в процессе печати материал заново используется в процессе печати. Основной особенностью аддитивных технологий является возможность локального варьирования химического состава и микроструктуры образца, что открывает широкие возможности создания объектов с набором макроскопических свойств, который не может быть получен другими методами производства. Возможно получение так называемых 4d- и 5d-объектов, форма которых может целенаправленно изменяться под внешним воздействием.
Применение 3D-печати для изготовления постоянных магнитов находится в зачаточном состоянии, но в течение нескольких ближайших лет будет использоваться при производстве миниатюрных постоянных магнитов, которые проблематично изготавливать традиционными методами. Настоящий проект направлен на разработку физических подходов для технологии 3d-печати постоянных магнитов методом селективного лазерного плавления, что будет включать в себя исследование физических процессов, протекающих во время печати, и определение ключевых параметров, влияющих на магнитные гистерезисные свойства изготавливаемых магнитов и магнитных систем.
При создании такой технологии снимутся ограничения на форму готового изделия и распределения магнитного потока в нем. Станет возможным локальное варьирование магнитных свойств. Исследование влияния состава и толщины парамагнитной прослойки в получаемых методом 3D-печати магнитов на их гистерезисные магнитные свойства позволит установить, как сильно снижается межзеренное обменное взаимодействие в промышленно выпускаемых постоянных магнитах и предложить способы увеличения коэрцитивной силы в них.
Реализация проекта позволит России оказаться в технологических лидерах по внедрению аддитивных технологий в процесс изготовления постоянных магнитов.