Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Magnete aus dem 3D-Drucker

24.10.2016

Wie kann man einen Magneten bauen, der genau das gewünschte Magnetfeld hat? Die TU Wien hat eine Lösung: Erstmals können Magnete mit 3D-Drucker hergestellt werden.

Starke Magnete herzustellen ist heute technisch kein Problem. Schwierig ist es allerdings, einen Permanentmagneten zu produzieren, dessen Magnetfeld eine ganz bestimmte vorgegebene Gestalt annimmt.


Eine becherartige Form (rechts unten), hergestellt im 3D-Drucker

TU Wien

An der TU Wien wurde dafür nun eine neue Lösung gefunden: Erstmals kann man Permanentmagnete im 3D-Drucker herstellen. Das ermöglicht komplex geformte Magneten und präzise maßgeschneiderte Magnetfelder, wie man sie etwa für Magnetsensoren benötigt.

Entworfen am Computer

„Es kommt nicht immer nur auf die Stärke eines Magnetfeldes an“, sagt Dieter Süss, Leiter des Christian-Doppler Labors "Advanced Magnetic Sensing and Materials" an der TU Wien. „Oft benötigen wir spezielle Magnetfelder, deren Feldlinien auf ganz bestimmte Weise angeordnet sind – zum Beispiel ein Magnetfeld, das in einer Richtung ziemlich konstant ist, dessen Stärke sich aber entlang einer anderen Richtung stark verändert.“

Um solche Anforderungen zu erfüllen stellt man Magnete mit raffinierter geometrischer Form her. „Man kann einen Magneten am Computer entwerfen und seine Form anpassen, bis sein Magnetfeld alle gewünschten Anforderungen erfüllt“, erklärt Christian Huber, Doktoratsstudent im Team von Dieter Süss.

Doch wenn die gewünschte geometrische Form bekannt ist – wie lässt sich das Design dann umsetzen? Eine Möglichkeit ist das Spritzgussverfahren. Dafür muss man aber eigens eine Gussform herstellen, und das ist zeitaufwendig und teuer. Für die Produktion kleiner Stückzahlen lohnt sich das kaum.

Winzige Magnetpartikel in Kunststoff-Matrix

Nun gibt es dafür eine viel einfachere Methode: An der TU Wien entstand der erste 3D-Drucker, mit dem man Objekte aus magnetischen Materialien herstellen kann. 3D-Drucker, die Kunststoffstrukturen erzeugen, gibt es schon lange, und das Funktionsprinzip des Magnet-Druckers ist im Grunde dasselbe.

Allerdings arbeitet der Magnet-Drucker mit speziell hergestellten Schnüren aus magnetischem Mikro-Granulat, das von einem Kunststoff-Bindematerial zusammengehalten wird. Im Drucker wird das Material erhitzt und mit einer Düse Punkt für Punkt an den richtigen Stellen aufgebracht. So entsteht ein dreidimensionales Objekt, das zu ungefähr 90% aus magnetischem Material und zu 10% aus Kunststoff besteht.

Das Endprodukt ist zunächst noch nicht magnetisch, weil das Granulat in unmagnetisiertem Zustand eingebracht wird. Das fertige Objekt wird erst am Ende einem starken äußeren Magnetfeld ausgesetzt, dadurch wird es zum Permanentmagneten.

„Wir können auf diese Weise unterschiedliche magnetische Materialien verarbeiten, beispielsweise die besonders starken Neodym-Eisen-Bor Magnete“, sagt Dieter Süss. „Die Magnetdesigns, die wir am Computer berechnen, können wir damit rasch und präzise umsetzen – in einem Größenbereich von wenigen Zentimetern bis zu Dezimetern, mit einer Genauigkeit von weit unter einem Millimeter.“

Völlig neue Möglichkeiten

Das neue Verfahren ist nicht nur schnell und billig, es eröffnet nun auch Möglichkeiten, die mit anderen Techniken völlig undenkbar wären: So könnte man etwa in einem einzigen Magneten unterschiedliche Materialien verarbeiten und einen sanften Übergang zwischen starkem und schwachem Magnetismus erzeugen. „Nun werden wir ausloten, wie weit wir gehen können – aber bereits jetzt ist klar, dass der 3D-Druck Möglichkeiten im Magnet-Design bietet, von denen wir bisher nur träumen konnten“, meint Dieter Süss.

Rückfragehinweis:
Dr. Dieter Süss
Institut für Festkörperphysik
Technische Universität Wien
Wiedner Hauptstraße 8-10, 1040 Wien
T: +43-1-58801-13746
dieter.suess@tuwien.ac.at

Weitere Informationen:

https://www.tuwien.ac.at/dle/pr/aktuelles/downloads/2016/3dprintmagnet/ Bilderdownload
http://scitation.aip.org/content/aip/journal/apl/109/16/10.1063/1.4964856 Originalpublikation

Dr. Florian Aigner | Technische Universität Wien

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Chemikern der Universität Münster gelingt Herstellung neuartiger Lewis-Supersäuren auf Phosphor-Basis
22.10.2019 | Westfälische Wilhelms-Universität Münster

nachricht Adipositas-Risikobestimmung: ein Sprung in die Zukunft durch die Kombination von KI und Lipid-Forschung
22.10.2019 | Technische Universität Dresden

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Hohlraum vermittelt starke Wechselwirkung zwischen Licht und Materie

Forschern ist es gelungen, mithilfe eines mikroskopischen Hohlraumes eine effiziente quantenmechanische Licht-Materie-Schnittstelle zu schaffen. Darin wird ein einzelnes Photon bis zu zehn Mal von einem künstlichen Atom ausgesandt und wieder absorbiert. Das eröffnet neue Perspektiven für die Quantentechnologie, berichten Physiker der Universität Basel und der Ruhr-Universität Bochum in der Zeitschrift «Nature».

Die Quantenphysik beschreibt Photonen als Lichtteilchen. Will man ein einzelnes Photon mit einem einzelnen Atom interagieren lassen, stellt dies aufgrund der...

Im Focus: A cavity leads to a strong interaction between light and matter

Researchers have succeeded in creating an efficient quantum-mechanical light-matter interface using a microscopic cavity. Within this cavity, a single photon is emitted and absorbed up to 10 times by an artificial atom. This opens up new prospects for quantum technology, report physicists at the University of Basel and Ruhr-University Bochum in the journal Nature.

Quantum physics describes photons as light particles. Achieving an interaction between a single photon and a single atom is a huge challenge due to the tiny...

Im Focus: Freiburger Forschenden gelingt die erste Synthese eines kationischen Tetraederclusters in Lösung

Hauptgruppenatome kommen oft in kleinen Clustern vor, die neutral, negativ oder positiv geladen sein können. Das bekannteste neutrale sogenannte Tetraedercluster ist der weiße Phosphor (P4), aber darüber hinaus sind weitere Tetraeder als Substanz isolierbar. Es handelt sich um Moleküle aus vier Atomen, deren räumliche Anordnung einem Tetraeder aus gleichseitigen Dreiecken entspricht. Bisher waren neben mindestens sechs neutralen Versionen wie As4 oder AsP3 eine Vielzahl von negativ geladenen Tetraedern wie In2Sb22– bekannt, jedoch keine kationischen, also positiv geladenen Varianten.

Ein Team um Prof. Dr. Ingo Krossing vom Institut für Anorganische und Analytische Chemie der Universität Freiburg ist es gelungen, diese positiv geladenen...

Im Focus: Die schnellste Ameise der Welt - Wüstenflitzer haben kurze Beine, aber eine perfekte Koordination

Silberameisen gelten als schnellste Ameisen der Welt - obwohl ihre Beine verhältnismäßig kurz sind. Daher haben Forschende der Universität Ulm den besonderen Laufstil dieses "Wüstenflitzers" auf einer Ameisen-Rennstrecke ergründet. Veröffentlicht wurde diese Entdeckung jüngst im „Journal of Experimental Biology“.

Sie geht auf Nahrungssuche, wenn andere Siesta halten: Die saharische Silberameise macht vor allem in der Mittagshitze der Sahara und in den Wüsten der...

Im Focus: Fraunhofer FHR zeigt kontaktlose, zerstörungsfreie Qualitätskontrolle von Kunststoffprodukten auf der K 2019

Auf der K 2019, der Weltleitmesse für die Kunststoff- und Kautschukindustrie vom 16.-23. Oktober in Düsseldorf, demonstriert das Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR das breite Anwendungsspektrum des von ihm entwickelten Millimeterwellen-Scanners SAMMI® im Kunststoffbereich. Im Rahmen des Messeauftritts führen die Wissenschaftler die vielseitigen Möglichkeiten der Millimeterwellentechnologie zur kontaktlosen, zerstörungsfreien Prüfung von Kunststoffprodukten vor.

Millimeterwellen sind in der Lage, nicht leitende, sogenannte dielektrische Materialien zu durchdringen. Damit eigen sie sich in besonderem Maße zum Einsatz in...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

13. Aachener Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung – »Collaborate to Innovate: Making the Net Work«

22.10.2019 | Veranstaltungen

Serienfertigung von XXL-Produkten: Expertentreffen in Hannover

22.10.2019 | Veranstaltungen

Digitales-Krankenhaus – wo bleibt der Mensch?

21.10.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

13. Aachener Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung – »Collaborate to Innovate: Making the Net Work«

22.10.2019 | Veranstaltungsnachrichten

Studenten entwickeln einen Koffer, der automatisch auf Schritt und Tritt folgt

22.10.2019 | Innovative Produkte

Chemikern der Universität Münster gelingt Herstellung neuartiger Lewis-Supersäuren auf Phosphor-Basis

22.10.2019 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics