СП 2 Дизайн и технологии функциональных материалов и систем

Магнитотвердые материалы и изготовленные из них постоянные магниты, входящие в состав ротора электродвигателя или электрогенератора, практически исчерпали возможности улучшения магнитных свойств, поскольку промышленно выпускаемые магниты на 80–90 % достигли теоретического предела максимального энергетического произведения. В настоящее время свойства магнитов — компромисс между величиной остаточной намагниченности и коэрцитивной силы. Высокая коэрцитивная сила необходима ввиду того, что элементы электрических машин в силу специфики эксплуатируются в переменных магнитных полях, в результате чего нагреваются под действием вихревых токов. Технология аддитивного производства постоянных магнитов и магнитных систем создает принципиально новые подходы к их разработке за счет возможности локального варьирования свойств материалов и придания им сложных форм. В первую очередь это относится к варьируемой ориентации осей легкого намагничивания. Эта возможность позволит печатать, например, роторы электродвигателей сложной формы и с плавно изменяющейся ориентацией локальной оси текстуры. Такие роторы будут иметь более высокую эффективность вследствие отсутствия резких изменений магнитной индукции вблизи поверхности и кратного снижения вихревых токов в статоре в процессе эксплуатации.

Получаемые свойства постоянных магнитов в настоящее время по разрабатываемой технологии в 1,5 — 2 раза превосходят аналоги. Внедрение разрабатываемой технологии позволит принципиально изменить подходы к конструированию магнитных систем за счет того, что исчезнет необходимость использовать магнит «с полки», а будет возможность заказать и изготовить даже единичные магниты нужных формы и размеров для тестирования. Возможность изготовления магнитов произвольных форм со сложным распределением магнитного потока позволит перейти на новый уровень производства миниатюрных и сложных исполнительных механизмов роботов, актуаторов, электродвигателей и др.

Полное описание практики «Трансфер результатов фундаментальных исследований в технологию изготовления функциональных магнитных материалов и изделий из них»