Het Critical Materials Institute (CMI) van het Amerikaanse Department of Energy gebruikte laser 3D-metaalprinten om een ​​permanent magneetmateriaal te optimaliseren dat in sommige toepassingen een economisch alternatief kan zijn voor de duurdere zeldzame-aarde neodymium-ijzerborium (NdFeB)-magneten.

De magneetlegering is samengesteld uit cerium - een goedkopere en overvloedigere zeldzame aarde - kobalt, ijzer, en koper. De onderzoekers maakten een reeks composities in samples die werden geprint met een 3D-lasermetaalprinter.

"Dit was een bekend magneetmateriaal, maar we wilden het opnieuw bekijken om te zien of we uitzonderlijke magnetische eigenschappen konden vinden, " zei CMI-wetenschapper Ryan Ott. "Met vier elementen, er is een enorme ruimte met composities om in te jagen. Het gebruik van 3D-printen versnelt het zoekproces enorm."

Een reeks magneten werd in twee uur geprint in plaats van ze te produceren via conventionele productiemethoden, wat weken kan duren. De monsters met de meest veelbelovende eigenschappen werden geïdentificeerd; een tweede set monsters werd vervolgens gemaakt met conventionele gietmethoden en vergeleken met de originelen, die de bevindingen van de lasergeprinte monsters bevestigden.

"Het is een hele uitdaging om laserprinten te gebruiken om potentiële permanente magneetfasen voor bulkmaterialen te identificeren vanwege de noodzaak om de noodzakelijke microstructuur te ontwikkelen, "Zei CMI-wetenschapper Ikenna Nlebedim. "Maar dit onderzoek toont aan dat additive manufacturing kan worden gebruikt als een effectief hulpmiddel voor het snel en economisch identificeren van veelbelovende permanente magneetlegeringen."

Het onderzoek wordt besproken in de krant, "Snelle beoordeling van het Ce-Co-Fe-Cu-systeem voor permanente magnetische toepassingen, " mede georganiseerd door F. Meng, R.P. Chaudhary, K. Ghanda, I.C. Nlebedim, A. Palasyuk, E. Simsek, MJ Kramer, en R.T. Ott; en stond op de cover van juni 2018 van JOM , Het tijdschrift van de mineralen, Metals &Materials Society .