Aimants durables imprimés en 3D

Des éoliennes aux moteurs électriques en passant par les capteurs, les aimants permanents sont utilisés dans de nombreuses applications électriques. La production de ces aimants implique généralement un frittage ou un moulage par injection. Mais en raison de la miniaturisation croissante de l'électronique et des exigences plus strictes imposées aux composants magnétiques en termes de géométrie, les méthodes de fabrication conventionnelles sont souvent insuffisantes. Les technologies de fabrication additive, cependant, offrent la flexibilité de forme requise, permettant la production d'aimants adaptés aux exigences de l'application en question.

Des chercheurs ont fabriqué des super aimants à l'aide de la technologie d'impression 3D à base de laser. La méthode utilise une forme pulvérulente du matériau magnétique, qui est appliquée en couches et fondue pour lier les particules, ce qui donne des composants constitués uniquement de métal. Le processus a évolué à un stade où les aimants peuvent être imprimés avec une densité relative élevée tout en contrôlant leurs microstructures.

L'objectif initial de la recherche était la production d'aimants en néodyme (NdFeB). En raison de ses propriétés chimiques, le néodyme est utilisé comme base pour de nombreux aimants permanents puissants qui sont des composants cruciaux pour les ordinateurs et les smartphones. Dans d'autres applications telles que les freins électriques, les interrupteurs magnétiques et certains systèmes de moteurs électriques, la forte force des aimants NdFeB est inutile et également indésirable.

Les aimants en fer et cobalt (Fe-Co) représentent une alternative prometteuse aux aimants NdFeB à deux égards :l'extraction de métaux de terres rares est gourmande en ressources et non durable et le recyclage de ces métaux en est encore à ses balbutiements. Mais les aimants Fe-Co sont moins nocifs pour l'environnement. Les métaux de terres rares perdent également leurs propriétés magnétiques à des températures plus élevées, tandis que les alliages spéciaux Fe-Co conservent leurs performances magnétiques à des températures de 200 à 400 °C et présentent une bonne stabilité en température.