Imanes sostenibles impresos en 3D

Desde turbinas eólicas y motores eléctricos hasta sensores, los imanes permanentes se utilizan en muchas aplicaciones eléctricas. La producción de estos imanes suele implicar la sinterización o el moldeo por inyección. Pero debido a la creciente miniaturización de la electrónica y los requisitos más exigentes impuestos a los componentes magnéticos en términos de geometría, los métodos de fabricación convencionales con frecuencia se quedan cortos. Sin embargo, las tecnologías de fabricación aditiva ofrecen la flexibilidad de forma requerida, lo que permite la producción de imanes adaptados a las demandas de la aplicación en cuestión.

Los investigadores han fabricado superimanes con la ayuda de tecnología de impresión 3D basada en láser. El método utiliza una forma en polvo del material magnético, que se aplica en capas y se funde para unir las partículas, lo que da como resultado componentes hechos puramente de metal. El proceso ha evolucionado hasta una etapa en la que los imanes se pueden imprimir con una densidad relativa alta 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 utiliza como base para muchos imanes permanentes fuertes que son componentes cruciales para computadoras y teléfonos inteligentes. En otras aplicaciones, como frenos eléctricos, interruptores magnéticos y ciertos sistemas de motores eléctricos, la fuerte fuerza de los imanes NdFeB es innecesaria y también indeseable.

Los imanes de hierro y cobalto (Fe-Co) representan una alternativa prometedora a los imanes de NdFeB en dos aspectos:la extracción de metales de tierras raras requiere muchos recursos y no es sostenible, y el reciclaje de dichos metales aún está en pañales. Pero los imanes de 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 las aleaciones especiales de Fe-Co mantienen su rendimiento magnético a temperaturas de 200 a 400 °C y demuestran una buena estabilidad térmica.