Imanes 3D impresos sostenibles: Soluciones ecológicas y de precisión para electrónica moderna

Desde turbinas eólicas y motores eléctricos hasta sensores, los imanes permanentes se usan en muchas aplicaciones eléctricas. La producción de estos imanes suele implicar sinterizado o moldeo por inyección. Pero debido a la creciente miniaturización de la electrónica y requisitos más exigentes en los componentes magnéticos en términos de geometría, los métodos de fabricación convencionales a menudo se quedan cortos. Las tecnologías de fabricación aditiva, sin embargo, ofrecen la flexibilidad de forma requerida, permitiendo la producción de imanes adaptados a las demandas de la aplicación en cuestión.

Investigadores han fabricado super-imanes con la ayuda de tecnología de impresión 3D láser. El método usa una forma en polvo del material magnético, que se aplica en capas y se funde para unir las partículas, resultando en componentes hechos puramente de metal. El proceso ha evolucionado a una etapa donde los imanes pueden imprimirse con alta densidad relativa mientras se controlan sus microestructuras.

El enfoque inicial de la investigación fue la producción de imanes de neodimio (NdFeB). Debido a sus propiedades químicas, el neodimio se usa como base para muchos imanes permanentes fuertes que son componentes cruciales para computadoras y smartphones. En otras aplicaciones como frenos eléctricos, interruptores magnéticos y ciertos sistemas de motores eléctricos, la fuerte fuerza de los imanes NdFeB es innecesaria e incluso indeseable.

Los imanes de hierro y cobalto (Fe-Co) representan una alternativa prometedora a los imanes NdFeB en dos aspectos: la minería de metales de tierras raras es intensiva en recursos y no sostenible, y el reciclaje de tales metales aún está en sus inicios. Pero los imanes Fe-Co son menos dañinos para el medio ambiente. Los metales de tierras raras también pierden sus propiedades magnéticas a temperaturas más altas, mientras que aleaciones especiales Fe-Co mantienen su rendimiento magnético a temperaturas de 200 a 400 °C y demuestran buena estabilidad térmica.