技术突破！奥地利科学家3D打印出永久磁体

近日，奥地利维也纳工业大学（TU Wien）的研究人员设计出一种用3D打印机制造永久性磁体的方法。该方法允许3D打印出对磁传感器和其他设备非常有用的、具有精准的定制化磁场的复杂形状。

然而，到目前为止，3D打印出真正准确无误的磁体还是很困难的。为了控制磁体的磁场，磁体必须要有一个复杂的几何形状。这种形状可在电脑上用CAD软件来设计，但事实证明制造出具体的东西还是有难度的。

维也纳工业大学的基督教多普勒高级磁传感和材料实验室（Christian-Doppler Advanced Magnetic Sensing and Materials laboratory）主任Dieter Süss说：“磁场的强度不是唯一的因素。我们经常需要特殊的磁场，其磁场线要以一种特定的方式来排列。”

生产这种磁体的方式之一是通过使用注塑成型，但制造模具本身是一个耗时的过程，并且如果需要的数量不多，那么制造成本会很高。

随着时间的推移，3D打印在许多应用中已经取代了注塑成型，而磁体生产也是其中的应用之一。维也纳工业大学的研究人员已经成功地用一台Builder 3D打印机和一种特制的、由磁性微粒与聚合物粘结材料组成的线材3D打印出磁性物体。

首先，他们会借助一个数字3D模型一层一层地打印出具有特定几何形状的对象，打印材料由90％左右的磁性材料和10％的塑料组成，但这只是个开始。由于3D打印对象是用处于未磁化状态的颗粒制成的，所以它本身还不具磁性。

打印完成后，对象本身需要暴露在一个强大的外部磁场中，该磁场会将该打印件转变成永久性的磁体。“这种方法允许我们处理各种磁性材料，如特强钕铁硼磁体，”Süss解释说，“现在我们可用电脑快速而精准地进行磁体设计，其大小从几厘米到数分米不等，其精度则在1毫米以下。”

这个快速而低成本的新型磁体3D打印工艺可为科学家开辟几种新的可能性，包括在单个磁体内使用不同的材料以在强磁和弱磁之间形成一个平滑的过渡。“现在我们将测试我们能走多远，”Süss总结说，“3D打印无疑为磁铁设计带来了一些我们曾经梦想的东西。”

他们的论文标题为《3D打印聚合物稀土磁体和用终端用户3D打印机扫描的3D磁场（3D print of polymer bonded rare-earth magnets, and 3D magnetic field scanning with an end-user 3D printer）》，该论文已发表在《Applied Physics Letters》杂志上。

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