3D打印磁性材料研究进展

| 3DScienceValley · 2023/10/27

谷专栏

以下文章来源于特陶人，作者JAC编辑部

作为电机、变压器等电气设备中被广泛应用的先进磁性材料，磁性能很大程度上取决于制造技术。传统技术如铸造、注塑仅限于制造简单形状，需要后处理实现复杂形状，易产生残留物，造成材料浪费问题。为了制造具有定制化形状的磁性材料，开发新型制造技术已经成为业界共识。3D打印是一种先进制造技术，由于其具有形状控制和多材料打印的能力，可以构建传统方式无法实现的结构。

鉴于此，深圳大学陈张伟教授在国际著名学术期刊Journal of Advanced Ceramics上发表了题为“Advances in 3D printing of magnetic materials: Fabrication, properties, and their applications”的综述论文，总结了近年来3D打印高性能磁性材料的研究与应用进展。该综述系统地介绍了磁性材料的特性，磁性材料的3D打印策略以及不同种类磁性材料的磁性能，最后阐述了3D打印磁性材料在各种领域的最新应用。希望本文能对3D打印磁性材料的发展提供有价值的参考。

论文链接：

https://doi.org/10.1007/s40145-022-0567-5

文章概要

本文介绍了多种3D打印技术用于制造磁性材料，包括立体光刻技术、选择性激光烧结、粘合剂喷射、熔融沉积成形、挤压自由成型以及磁场辅助直接墨水书写等，从而帮助来自3D打印或材料等领域的研究人员理解磁性材料的3D打印策略。

图1 3D打印磁性材料总结

图2 各类磁性材料3D打印技术

随后，从不同磁性材料的角度，包括永磁体、软磁体和磁性复合材料，阐明不同3D打印构建策略对磁性材料最终磁性能的影响。与传统技术相比，3D打印技术可以制备具有磁对准的各向异性结构，提高材料磁性能，这为3D打印磁性材料的广泛应用提供可能。

图3 (a) 各种3D打印技术制造的磁性材料总结；(b) 3D打印与传统制造的比较

本文也重点介绍了不同磁性材料在软机器人、变压器、微波吸收、药物输送、磁分离和磁悬浮等方面的最新应用，希望为3D打印磁性材料的研究提供一个有价值的参考。

图4 3D打印磁性材料在磁驱动软机器人方面的应用

最后，本文强调，3D打印能够近净成形不同形状的磁性材料，不会造成材料浪费。同时，3D打印磁材料的性能取决于结构设计、原材料、3D打印参数等。磁性材料的3D打印领域将有望在此基础上开辟新的技术途径。
论文引用信息：

WEI X, JIN M-L, YANG H, et al. Advances in 3D printing of magnetic materials: Fabrication, properties, and their applications. Journal of Advanced Ceramics, 2022, 11(5): 665-701. https://doi.org/10.1007/s40145-022-0567-5