Aimants 3D imprimés durables : solutions écologiques, formes précises pour l'électronique moderne

Des éoliennes et moteurs électriques aux capteurs, les aimants permanents sont utilisés dans de nombreuses applications électriques. La production de ces aimants implique généralement le frittage ou le moulage par injection. Mais en raison de la miniaturisation croissante de l'électronique et d'exigences plus précises imposées aux composants magnétiques en termes de géométrie, les méthodes de fabrication conventionnelles sont fréquemment 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 laser. La méthode utilise une forme en poudre du matériau magnétique, qui est appliquée en couches et fondue pour lier les particules, résultant en des composants faits purement de métal. Le processus a évolué jusqu'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 néodyme (NdFeB). En raison de ses propriétés chimiques, le néodyme est utilisé comme base pour de nombreux aimants permanents forts qui sont des composants cruciaux pour les ordinateurs et smartphones. Dans d'autres applications telles que les freins électriques, interrupteurs magnétiques et certains systèmes de moteurs électriques, la forte force des aimants NdFeB est inutile et également indésirable.

Les aimants fer-cobalt (Fe-Co) représentent une alternative prometteuse aux aimants NdFeB sous deux aspects : l'extraction des métaux de terres rares est intensive en ressources et non durable, et le recyclage de ces métaux en est encore à ses débuts. Mais les aimants Fe-Co sont moins nocifs pour l'environnement. Les métaux de terres rares perdent aussi leurs propriétés magnétiques à des températures plus élevées, tandis que des alliages Fe-Co spéciaux maintiennent leur performance magnétique à des températures de 200 à 400 °C et démontrent une bonne stabilité thermique.