Comprensione della direzione anisotropa nel NdFeB sinterizzato
I magneti al neodimio sinterizzato sono anisotropi: hanno una direzione di magnetizzazione preferita che viene impostata durante la pressatura in un campo magnetico. Il compatto verde (polvere non sinterizzata) viene allineato in un campo magnetico di 1,5-2,0 Tesla, quindi sinterizzato. Dopo la sinterizzazione, il magnete può essere magnetizzato solo lungo la direzione di allineamento originale. La magnetizzazione in qualsiasi altra direzione produce un campo debole e instabile (tipicamente il 10-20% del Br della direzione allineata). Di conseguenza, non è possibile "rimagnetizzare" un blocco pressato assialmente in uno magnetizzato diametralmente.
Pertanto, specificare la direzione della magnetizzazione è una decisione di progettazione che determina l'attrezzatura di pressatura e il processo di produzione. Per una determinata forma del magnete, di solito ci sono due possibili direzioni di allineamento (ad esempio, attraverso lo spessore rispetto alla lunghezza). Il cliente deve scegliere in base al percorso del flusso richiesto dall'applicazione.
Spiegazione della magnetizzazione assiale, diametrale e radiale
Per un magnete cilindrico (altezza H, diametro D):
Magnetizzazione assiale: poli magnetici sulle due facce circolari (nord sulla faccia superiore, sud sulla faccia inferiore). Il campo è parallelo all'asse del cilindro. Utilizzato in accoppiamenti a magnete permanente, motori a flusso assiale e molle magnetiche.
Magnetizzazione diametrale: poli magnetici sui lati opposti della superficie esterna del cilindro (nord da un lato, sud 180 gradi opposti). Il campo è perpendicolare all'asse, passante per il diametro. Utilizzato in motori di ventole DC brushless a coppia singola-, sensori a effetto Hall e piccoli encoder rotativi.
Magnetizzazione radiale: specifica per anelli magnetici (OD, ID). I poli si trovano sulle superfici cilindriche interne ed esterne (nord su OD, sud su ID o viceversa). Il flusso scorre radialmente. Utilizzato nei rotori ad alta-velocità con anelli multipolari e nei cuscinetti magnetici.
Multi-polare diametrale/radiale: i magneti sono magnetizzati con più poli alternati attorno alla circonferenza (ad esempio, 4-poli, 8 poli, 12 poli). Richiede un dispositivo di magnetizzazione multipolare dopo la pressatura.
Quando scegliere la magnetizzazione radiale per i rotori-ad alta velocità
Per i rotori a magneti permanenti ad alta-velocità (superiori a 20.000 giri/min), i magneti ad arco montati sulla superficie-sono soggetti a forze centrifughe. Un anello magnetico multipolare magnetizzato radialmente (anello monopezzo- con poli alternati sul diametro esterno) non ha segmenti incollati: è un anello sinterizzato monolitico. Ciò elimina il rischio di distacco del segmento. Gli anelli radiali producono inoltre un profilo del campo magnetico più uniforme rispetto agli archi segmentati, riducendo l'ondulazione della coppia del 30-50%.
Tuttavia, gli anelli radiali richiedono dispositivi di magnetizzazione specializzati (bobine attorno alla circonferenza dell'anello). Il costo dell'attrezzatura è più elevato ($ 2.000-5.000 per numero di poli) rispetto ai magneti assiali/diametrici, ma l'attrezzatura è riutilizzabile per tutti gli anelli delle stesse dimensioni e numero di poli.
Per diametri del rotore da 20 mm a 150 mm, offriamo anelli magnetizzati radialmente da 2 a 16 poli. Spessore minimo della parete: 3 mm per una sinterizzazione affidabile senza crepe.
In che modo la direzione della magnetizzazione influisce sui costi degli utensili
I costi di lavorazione e produzione variano in modo significativo:
| Direzione della magnetizzazione | Complessità degli utensili di pressatura | Costo del dispositivo di magnetizzazione (per personalizzazione) | Resa tipica (%) |
|---|---|---|---|
| Assiale (attraverso lo spessore) | Semplice (stampo a piastre parallele) | Basso ($ 300-500) | 95-98% |
| Assiale (per tutta la lunghezza) per i blocchi | Standard | Basso | 92-96% |
| Diametrale sul cilindro | Semplice ma richiede un orientamento speciale | Medio ($800-1500) | 85-90% (rifiuto maggiore a causa di errori di allineamento) |
| Anello radiale, unipolare (ID/OD) | Complesso (richiede un flusso di polvere orientato) | Medio ($ 1000-2000) | 80-85% |
| Anello radiale, multi-polo (4+ poli) | Molto complesso | Alto ($ 3000-6000) | 70-80% |
| Halbach-digita angolo personalizzato | Solo utensili speciali | Dispositivo personalizzato ($5000+) | 60-75% |
Per la prototipazione, consigliamo di utilizzare magneti isotropi o magnetizzazione standard su forme semplici, per poi passare alla sinterizzazione anisotropa per la produzione dopo la convalida del progetto.
Per magneti motore personalizzati che richiedono direzioni di magnetizzazione specifiche (assiale, diametrale, radiale o multi-polo), visita la nostra pagina del prodotto Magnete rotore. Forniamo dispositivi di magnetizzazione con ogni ordine, consentendoti di controllare la polarità prima del montaggio.
Per discutere del modello di flusso e dell'intensità di campo richiesti dal motore, contattare il nostro team tecnico. Forniamo la verifica della direzione della magnetizzazione utilizzando sonde Hall e bobine di Helmholtz.
Domande frequenti
D: Posso magnetizzare lo stesso anello di neodimio prima assialmente e poi diametralmente?
R: No. Una volta magnetizzato in una direzione, il magnete mantiene quell'orientamento. Il tentativo di una seconda direzione di magnetizzazione smagnetizza il materiale o crea uno stato complesso multi-dominio con un flusso totale inferiore del 50%.
D: Come posso specificare la direzione della magnetizzazione su un disegno per un blocco magnetico personalizzato?
R: Utilizzare una freccia etichettata "Direzione di magnetizzazione" sul disegno. Mostra la freccia relativa alle dimensioni della parte. Fornire un file CAD 3D (STEP o STL) con la freccia modellata come riferimento. Confermiamo mediante disegno di ritorno.
D: Qual è il numero massimo di poli che puoi magnetizzare su un anello radiale di 30 mm di diametro?
R: Fino a 16 poli (22,5 gradi per polo). Arco polare minimo: 5 mm al diametro esterno. Per un numero maggiore di poli (ad esempio, 24 poli con diametro esterno di 30 mm), il materiale magnetizzabile tra i poli diventa troppo stretto, causando elevate perdite. Utilizzare l'analisi FE per verificare.
