俄羅斯葉卡捷琳堡烏拉爾聯(lián)邦大學(xué)(UrFU)的物理學(xué)家將用3D打印機(jī)打印出獨(dú)特的磁鐵、磁系統(tǒng)、軟磁元素。用這種打印機(jī)制作的樣品幾乎可以在從醫(yī)學(xué)到太空的任何領(lǐng)域發(fā)揮作用。例如,它可以被機(jī)器人手術(shù)助手用來(lái)疏通動(dòng)脈和靜脈,或者放置支架。據(jù)UrFU磁學(xué)和磁性納米材料系副教授Aleksey Volegov介紹,現(xiàn)在科學(xué)家們正在決定他們將首先開(kāi)始打印哪種磁鐵。
"這些將是基于釤或鈷化合物的磁鐵。它們可以用在潛艇、空間站、艦船上。也就是說(shuō),在那些溫度變化非常強(qiáng)烈的領(lǐng)域,我們需要在穩(wěn)定性方面具有特殊性能的磁鐵。"Aleksey Volegov說(shuō)。"或者將是基于釹、鐵和硼合金的簡(jiǎn)單磁體,在正常溫度下工作。這種磁鐵被用于智能手機(jī)、硬盤驅(qū)動(dòng)器和汽車發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器。例如,最新一代的特斯拉電動(dòng)馬達(dá)中就安裝了這種磁鐵。"
研究人員想要制造小型磁鐵。他們的要求得到了世界市場(chǎng)上唯一的德國(guó)打印機(jī)型號(hào)的滿足。世界上很少有打印機(jī)可以用金屬粉末進(jìn)行打印,并且打印參數(shù)的設(shè)置是開(kāi)放的。這些打印機(jī)主要用于研發(fā)機(jī)構(gòu)。
"我們的模型可能是世界上唯一符合我們目標(biāo)的模型,"Aleksey Volegov說(shuō)。"該打印機(jī)使使用選擇性激光熔化和選擇性激光燒結(jié)技術(shù)從金屬粉末中獲得樣品成為可能。在第一種情況下,粉末顆粒被完全重熔,在第二種情況下,它們?cè)诒砻娓浇p微熔化。當(dāng)今世界上已發(fā)表的科學(xué)論文約有20篇,其作者都嘗試過(guò)打印磁鐵。而關(guān)于選擇性激光熔化的工作,一般來(lái)說(shuō),一只手的手指就能數(shù)得過(guò)來(lái)。"
在現(xiàn)階段的工作中,打印出來(lái)的樣品需要進(jìn)行后處理(而科學(xué)家在打印后對(duì)零件進(jìn)行磁化)。為了使打印機(jī)能夠立即打印出具有特定性質(zhì)的磁體,有必要教會(huì)它使用特定的粉末工作,并打印出所需的樣品。據(jù)Aleksey Volegov介紹,這可能需要長(zhǎng)達(dá)半年到幾年的時(shí)間。
科學(xué)家們打印了三個(gè)小零件作為測(cè)試樣品,以驗(yàn)證打印機(jī)的準(zhǔn)確性。第一個(gè)被送往德國(guó)進(jìn)行額外的設(shè)備配置(在特定區(qū)域的分?jǐn)?shù)上)。第二個(gè)是行星方格齒輪,這是一個(gè)不可分離的系統(tǒng),只有通過(guò)3D打印才能獲得。第三個(gè)細(xì)節(jié)是塔樓的下層,有一個(gè)螺旋樓梯和欄桿。
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