Additiv tillverkning av permanentmagneter utan sällsynta jordartsmetaller

Tidsperiod:

1 januari 2023 – 31 december 2026

Projektledare:

Martin Sahlberg

Projektdeltagare:

Paul Henry, Cecilia Persson, Gabriella Andersson

Finansiär:

Vetenskapsrådet

Bidragstyp:

Projektbidrag

Budget:

3 800 000 SEK

Additiv tillverkning (AM, 3D printning) av metaller är en tillverkningsmetod där man skapar en färdig form av en komponent redan i tillverkningssteget. Detta skiljer sig från konventionell tillverkning som ofta börjar med gjutning (eller liknande) av ett råmaterial som sedan får sin slutliga form genom skärande bearbetning. Denna skillnad i tillverkningssätt för AM leder bland annat till stora resursbesparingar, men också nya möjligheter som små produktionsvolymer, och korta väntetider.Inom detta projekt avser vi att utnyttja de unika möjligheter som AM ger inom styrning av specifika tillväxtriktningar, i kombination med avancerad analys med neutron- och synkrotronmetoder, för att skapa nya permanentmagneter som inte innehåller sällsynta jordartsmetaller. Specifikt kommer vi fokusera på MnAl, ett material med stor potential för magnetism där vi har tidigare patent.Inom AM, särskilt SLM (Selective Laser Melting), sker en väldigt snabb smältning och efterföljande stelning när lasern smälter ett specifikt lager. Denna snabba avsvalning kan bland annat leda till att kristallerna tillväxer längs specifika riktningar. Inom forskningsgruppen har vi redan visat på möjligheten att kontrollera specifika tillväxtriktningar (textur) vid AM av rostfritt stål. De prover som tillverkats uppvisar stora skillnader i mekaniska egenskaper beroende på vilken textur de har. Möjligheten till direkt tillverkning av en permanentmagnet med komplicerad geometri är unikt för AM, och kommer för första gången appliceras på MnAl med SLM i detta projekt. Vi kommer även att kombinera två kraftfulla experimentella tekniker (synkrotronljus och neutronspridning) för att studera strukturella och mekaniska/magnetiska egenskaper under realistiska provförhållanden.Projektet har en mycket hög både vetenskaplig, men även teknologisk, relevans då nya magnetiska material skulle ha en direkt påverkan på samhället och kunna leda till stora resursbesparingar och en ökad energieffektivitet.