Найти тему
Наука на Урале

Российские физики начнут печатать магниты на 3D-принтере

Ученые приобрели технику, на которой можно печатать образцы для космоса или медицинских нужд
Ученые приобрели технику, на которой можно печатать образцы для космоса или медицинских нужд

Физики Уральского федерального университета (УрФУ, Екатеринбург) будут печатать на 3D-принтере уникальные магниты, магнитные системы, магнитомягкие элементы для магнитных систем. Ученые приобрели оборудование, с помощью которого смогут создавать небольшие по размеру образцы.

По словам доцента кафедры магнетизма и магнитных наноматериалов УрФУ Алексея Волегова, большинство 3D-принтеров предназначены для печати крупных изделий и требуют десятки килограммов исходного порошка, что не соответствует целям исследователей. Запросам ученых подошла единственная на мировом рынке модель принтера разработки немецкой фирмы OrLaser.

«Принтеров, которые могут печатать из металлических порошков и имеют открытые настройки параметров печати, в мире немного. Такие принтеры преимущественно используются в организациях, занимающихся научными исследованиями. Наша модель, наверное, единственная в мире, которая соответствует нашим целям. Принтер позволяет получать образцы из металлических порошков технологиями селективного лазерного сплавления и селективного лазерного спекания. В первом случае частицы порошка полностью переплавляются, во втором — чуть-чуть подплавляются на границах. В мире на сегодня порядка 20 опубликованных научных работ, авторы которых пробовали печатать магниты. А работы по селективному лазерному сплавлению вообще по пальцам одной руки можно пересчитать», — поясняет Алексей Волегов.

Небольшие магниты, напечатанные на 3D-принтере, могут пригодиться почти в любой сфере — от медицины до космоса. К примеру, их можно будет использовать для создания роботов-помощников хирургов в чистке артерий и вен или при установке стентов.

«Сейчас мы решаем, какие магниты начнем печатать первыми. Либо магниты на основе соединений самария и кобальта. Их можно будет использовать в подлодках, на космических станциях, на кораблях, то есть там, где очень сильные перепады температур и к магнитам предъявляются особые требования в плане стабильности свойств. Либо простые, на основе сплава неодима, железа и бора, которые работают при обычных температурах. Такие магниты используют в смартфонах, жестких дисках, датчиках автомобильных двигателей. К примеру, такие магниты установлены в электродвигателях Tesla последнего поколения, — рассказывает Алексей Волегов. — В любом случае и первые, и вторые магниты потребуют постобработки, так как из принтера выходят детали, не всегда обладающие необходимыми свойствами. На первом этапе исследований магниты после печати будем отдельно намагничивать».
В руках младшего научного сотрудника отдела магнетизма твердых тел Алексея Уржумцева бутыль весом примерно 5 кг со стальным порошком, который засыпают для печати в принтер. Фото: Оксана Мелещук, фотоклуб УрФУ
В руках младшего научного сотрудника отдела магнетизма твердых тел Алексея Уржумцева бутыль весом примерно 5 кг со стальным порошком, который засыпают для печати в принтер. Фото: Оксана Мелещук, фотоклуб УрФУ

В качестве пробных ученые напечатали три небольших детали. Первая — тестовая. Создана, чтобы проверить точность принтера — геометрические формы, соблюдение размеров, углов. Эту деталь ученые отправили производителю в Германию для донастройки оборудования (на доли процентов в конкретных областях). Вторая деталь — планетарная шевронная передача. Это неразборная система, которую можно получить только методом 3D-печати. Третья — нижние уровни башни с винтовой лестницей и перилами. На этих образцах ученые присматривались к принтеру и решали, как научить его работать с конкретными порошками и печатать необходимые образцы.

Отметим, принтер ученые приобрели по программе «Наука».

УрФУ — один из ведущих вузов России со столетней историей. Расположен в Екатеринбурге — столице Всемирных летних студенческих игр 2023 года. В Год науки и технологий примет участие в конкурсе по программе «Приоритет–2030». Вуз выполняет функции проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня (НОЦ).

  • УрФУ оперативный — в Telegram