В России создали технологию 3D-печати магнитов из редкоземельных металлов
В России начали применять прорывной метод в изготовлении редкоземельных магнитов – некоторые элементы теперь печатают на 3D-принтере. Это позволяет создавать долговечные системы и сложные изделия, которые будут использованы различных сферах – от электроники до генераторов. За процессом наблюдал корреспондент РЕН ТВ Кирилл Солодков.
Каждая вспышка лазера заменяет сотни человеческих манипуляций. Прямо на глазах в камере 3D-принтера рождается технологическое чудо.
"Это – не игрушечное колесико, а настоящая магнитная система, которая применяется, например, в промышленных роботах. На создание такой детали обычным способом ушло бы больше суток, причем каждую зазубринку приходилось бы выпиливать вручную. 3D-принтер справляется с такой же задачей за два часа", – рассказал корреспондент.
В отличие от обычных магнитов, в сложных магнитных системах полярность – то есть способность притягивать или отталкивать – может быть разной на любом участке. Все зависит от параметров конечного изделия: будь то ротор двигателя или динамик мобильного телефона. И раньше такой "царь-магнит" приходилось, словно паззл, собирать по схеме из отдельных деталей.
"В этой магнитной системе используется, как правило, еще много материалов на основе чистого железа, и такие системы получаются большие, громоздкие. Предлагаемый нами подход заключается в том, что мы можем сразу напечатать магнитную систему, которая не будет содержать вот этого условно балластного материала, а будет легкой и очень эффективной", – объяснил Алексей Волегов, заведующий кафедрой магнетизма и магнитных наноматериалов УрФУ.
Теперь сложный магнитный модуль, в том числе из редкоземельных металлов, можно напечатать сразу и целиком – нужные для каждого участка свойства формируются в реальном времени прямо в процессе изготовления. И это – технологический прорыв.
Технологию придумали и обкатали уральские ученые специально для предприятий "Росатома". Энергетический гигант использует редкоземельные магниты на самых передовых производствах. Без них, например, не будут крутиться лопасти ветрогенераторов. Мощность одной такой установки на Марченковской ВЭС – 2,5 мегаватта.
"По кабельным линиям электроэнергия протекает на подстанцию "Полевая" по двум ниткам, где уровень напряжения повышается до 110 киловольт и выдается в общую сеть", – рассказал Дмитрий Яценко, технический директор Марченковской ВЭС (Госкорпорация "Росатом").
Использование редкоземельных металлов, например, неодима, самария и кобальта, позволяет изготовить магниты, устойчивые к износу и высоким температурам. И это особенно важно для электроники, авиа- и машиностроения. Именно такие элементы – в двигателе первого отечественного электромобиля "Атом".
"Мы делаем большой упор на то, чтобы наш электромобиль чувствовал себя хорошо во всех регионах России, а регионы имеют у нас различные температурные режимы в течение года: от минус 40 до плюс 40, поэтому мы должны были учитывать эту характеристику", – отметил Иван Соломин, директор по бренду, маркетингу и связям с общественностью.
Ежегодно в мире используют около 200 тыс. тонн редкоземельных металлов, причем 30 процентов этого объема приходится как раз на производство магнитов. В России суммарный спрос на редкие элементы пока составляет около 1,6 тыс. тонн. Но скоро эта цифра изменится. В планах "Росатома" – масштабировать производство магнитов до 3 тыс. тонн в год.
"На сегодняшний момент мы должны показать – как в "Формуле-1, например, как за счет этой технологии эффект – вот он очевиден. А дальше уже вопрос масштабирования этой технологии. Мы в "Росатоме к этому готовы, у нас есть оборудование", – рассказал Алексей Дуб, первый заместитель директора АО "Наука и инновации" (Госкорпорация "Росатом").
В ближайшие годы в Удмуртии появится целый завод "Росатома" с полным циклом изготовления редкоземельных магнитов. Одна из глобальных задач – перетянуть потенциальных покупателей на международном рынке.