KR20230001591A - 이방성 3ｄ 영구자석의 제조 방법 및 그 장치 - Google Patents

이방성 3ｄ 영구자석의 제조 방법 및 그 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20230001591A
KR20230001591A KR1020210083943A KR20210083943A KR20230001591A KR 20230001591 A KR20230001591 A KR 20230001591A KR 1020210083943 A KR1020210083943 A KR 1020210083943A KR 20210083943 A KR20210083943 A KR 20210083943A KR 20230001591 A KR20230001591 A KR 20230001591A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
anisotropic
organic binder
molded body
permanent magnet
component
Prior art date
Application number
KR1020210083943A
Other languages
English (en)
Inventor
김주용
Original Assignee
김주용
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 김주용 filed Critical 김주용
Priority to KR1020210083943A priority Critical patent/KR20230001591A/ko
Publication of KR20230001591A publication Critical patent/KR20230001591A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0253—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing permanent magnets
    • H01F41/0273—Imparting anisotropy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/10—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/10—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
    • B22F1/103—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material containing an organic binding agent comprising a mixture of, or obtained by reaction of, two or more components other than a solvent or a lubricating agent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10—Sintering only
    • B22F3/1017—Multiple heating or additional steps
    • B22F3/1021—Removal of binder or filler
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y70/00—Materials specially adapted for additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y70/00—Materials specially adapted for additive manufacturing
    • B33Y70/10—Composites of different types of material, e.g. mixtures of ceramics and polymers or mixtures of metals and biomaterials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y80/00—Products made by additive manufacturing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/04—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/047—Alloys characterised by their composition
    • H01F1/053—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
    • H01F1/0533—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals in a bonding agent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/04—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/047—Alloys characterised by their composition
    • H01F1/053—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
    • H01F1/0536—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals sintered
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/10—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites, e.g. [(Ba,Sr)O(Fe2O3)6] ferrites with hexagonal structure
    • H01F1/11—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites, e.g. [(Ba,Sr)O(Fe2O3)6] ferrites with hexagonal structure in the form of particles
    • H01F1/113—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites, e.g. [(Ba,Sr)O(Fe2O3)6] ferrites with hexagonal structure in the form of particles in a bonding agent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F13/00—Apparatus or processes for magnetising or demagnetising
    • H01F13/003—Methods and devices for magnetising permanent magnets

Abstract

본 발명은 (a) 자성분말 및 유기결합제를 혼합하여 마련된 피드스톡을 3D 프린터의 노즐을 경유시키면서 착자시켜 이방성 자력을 부여함과 동시에 3D 프린팅하여 이방성 3D 성형체를 마련하는 단계와, (b) 상기 이방성 3D 성형체 내에 존재하는 유기결합제를 제거하는 단계와, (c) 상기 유기결합제가 제거된 이방성 3D 성형체를 소결하여 이방성 3D 영구자석을 완성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이방성 3D 영구자석의 제조 방법에 관한 발명과; 모터(M)에 축결합되어 배럴(B) 속에서 회전되는 스크류(S)와, 공급통(T)으로부터 공급된 피드스톡을 상기 배럴(B) 속의 상기 스크류(S)로 안내하는 호퍼(P)와, 상기 스크류(S)의 회전에 의해 상기 배럴(B) 속에서 하향되는 피드스톡을 히터(H)로 융해시키면서 토출토록 하는 노즐(N)과, 상기 히터(H)의 외주연에 장착되어 상기 히터(H)에 의해 융해되는 피드스톡을 착자시켜 이방성 자력을 부여하는 착자모듈(D)을 포함하는 것을 특징으로 하는 이방성 3D 영구자석의 제조 장치에 관한 발명이다.

Description

이방성 3Ｄ 영구자석의 제조 방법 및 그 장치{METHOD FOR MANUFACTURING ANISOTROPIC 3D PERMANENT MAGNET AND THEREOF APPARATUS}
본 발명은 이방성 3D 영구자석의 제조 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자성분말 및 유기결합제를 혼합하여 마련된 피드스톡을 3D 프린팅하면서 자장을 부여하여 이방성 3D 성형체를 만든 후 탈지 및 소결하여 이방성 3D 영구자석을 완성케 함으로써 후가공 없이 다양한 3차원 형상 및 복잡한 구조의 이방성 3D 영구자석을 제조토록 한 이방성 3D 영구자석의 제조 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
일반적으로 영구자석은 소결자석과 레진본드자석이 주종을 이루고 있다.
소결자석의 제조방법으로서 대표적인 예가 문헌(Intern. Powder Metallurgy Conference, pp. 75-81(1980)]에 기재되어 있다. 이 방법은 도 1의 공정도에 도시된 바와 같이 분말 야금법으로 자성분말을 자장 중에서 성형 및 소결 처리하여 제작되는 것이고, 이와 같이 제조된 소결자석은 자성분말의 고충전율로 인하여 자기특성이 레진본드자석과 비교하여 우수하다는 장점을 가지고 있다. 그러나, 복잡한 형상이나 링형 또는 실린더형 자석으로 만들 경우 자성분말의 라디알 및 극 이방화가 곤란하여 필요한 형태로 후가공을 해야 하며, 이에 따라 가공비가 상승되는 단점을 안고 있다. 또한, 실린더형 이방성 영구자석은 절단 가공 후 서로 다른 부분을 접착하여 제조하고 있기 때문에 자기특성이 균일하지 못한 단점을 지니고 있다.
레진본드자석의 제조방법 역시 공지되어 있으며 [참고 문헌 : 野正昭 : 工業 , Vol.97, p.45, (1989)], 이 방법은 자장 중에서 사출성형 또는 압출성형을 진행하므로 다양한 방향으로 이방화가 가능하고, 다양한 형상의 영구자석을 용이하게 제조할 수 있다는 장점이 있다. 그러나, 이와 같이 제조된 레진본드자석은 비자성 성분인 고분자 결합제가 첨가되어 있으므로 소결자석과 비교하여 자기특성이 낮고 내열성과 내후성이 나쁜 단점을 안고 있다.
대한민국 등록특허공보 제1375986호 대한민국 공개특허공보 제2003-0035852호 대한민국 등록특허공보 제0518067호 대한민국 공개특허공보 제2021-0041067호
본 발명의 목적은 자성분말 및 유기결합제를 혼합하여 마련된 피드스톡을 3D 프린팅하면서 자장을 부여하여 이방성 3D 성형체를 만든 후 탈지 및 소결하여 이방성 3D 영구자석을 완성케 함으로써 후가공 없이 다양한 3차원 형상 및 복잡한 구조의 이방성 3D 영구자석을 제조할 수 있도록 한 이방성 3D 영구자석의 제조 방법 및 그 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 목적은 3D 프린팅 과정에서 자기장 발생장치, 즉 착자모듈을 적용하여 이방성 3D 성형체를 제조한 후 탈지 및 소결하여 이방성 3D 영구자석을 완성함으로써 별도의 후가공을 거치지 않고서도 그대로 사용할 수 있는 이방성 3D 영구자석의 제조 방법 및 그 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 목적은 3D 프린팅을 이용하여 제조한 이방성 영구자석에 의해 자기특성이 우수하고 후가공이 필요 없으므로 국내 DC 모터 업계에서 종래 사용하여 오던 C형 영구자석을 대체할 수 있으며, 3D 프린팅을 사용하여 제조하였기 때문에 다양한 3차원의 이방성 영구자석에 대한 대량생산이 가능한 이방성 3D 영구자석의 제조 방법 및 그 장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이방성 3D 영구자석의 제조 방법은,
자성분말 및 유기결합제를 혼합하여 마련된 피드스톡을 3D 프린터의 노즐을 경유시키면서 착자시켜 이방성 자력을 부여함과 동시에 3D 프린팅하여 이방성 3D 성형체를 마련하는 단계와,
상기 이방성 3D 성형체 내에 존재하는 유기결합제를 제거하는 단계와,
상기 유기결합제가 제거된 이방성 3D 성형체를 소결하여 이방성 3D 영구자석을 완성하는 단계를 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이방성 3D 영구자석의 제조 장치는
모터에 축결합되어 배럴 속에서 회전되는 스크류와, 공급통으로부터 공급된 피드스톡을 상기 배럴 속의 상기 스크류로 안내하는 호퍼와, 상기 스크류의 회전에 의해 상기 배럴 속에서 하향되는 피드스톡을 히터로 융해시키면서 토출토록 하는 노즐을 포함하는 이방성 3D 영구자석의 제조 장치에 있어서,
상기 히터의 외주연에 장착되어 상기 히터에 의해 융해되는 피드스톡을 착자시켜 이방성 자력을 부여하는 착자모듈을 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.
본 발명은 자성분말 및 유기결합제를 혼합하여 마련된 피드스톡을 3D 프린팅하면서 자장을 부여하여 이방성 3D 성형체를 만든 후 탈지 및 소결하여 이방성 3D 영구자석을 완성케 함으로써 후가공 없이 다양한 3차원 형상 및 복잡한 구조의 이방성 3D 영구자석을 제조할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 3D 프린팅 과정에서 자기장 발생장치, 즉 착자모듈을 적용하여 이방성 3D 성형체를 제조한 후 탈지 및 소결하여 이방성 3D 영구자석을 완성함으로써 별도의 후가공을 거치지 않고서도 그대로 사용할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 3D 프린팅을 이용하여 제조한 이방성 영구자석에 의해 자기특성이 우수하고 후가공이 필요 없으므로 국내 DC 모터 업계에서 종래 사용하여 오던 C형 영구자석을 대체할 수 있으며, 3D 프린팅을 사용하여 제조하였기 때문에 다양한 3차원의 이방성 영구자석에 대한 대량생산을 실현할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 이방성 3D 영구자석의 제조 방법을 나타내는 흐름도.
도 2는 본 발명에 따른 이방성 3D 영구자석의 제조 장치를 나타내는 구조도.
본 발명에 따른 이방성 3D 영구자석의 제조 방법 및 그 장치의 바람직한 실시예를 도면을 참조하면서 설명하기로 하고, 그 실시예로는 다수 개가 존재할 수 있으며, 이러한 실시예를 통하여 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 더욱 잘 이해할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 이방성 3D 영구자석의 제조 방법을 나타내는 흐름도이고, 도 2는 본 발명에 따른 이방성 3D 영구자석의 제조 장치를 나타내는 구조도이다.
본 발명에 따른 이방성 3D 영구자석의 제조 방법은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 (a) 자성분말 및 유기결합제를 혼합하여 마련된 피드스톡을 3D 프린터의 노즐(N)을 경유시키면서 착자시켜 이방성 자력을 부여함과 동시에 3D 프린팅하여 이방성 3D 성형체를 마련하는 단계와, (b) 이방성 3D 성형체 내에 존재하는 유기결합제를 제거하는 단계와, (c) 유기결합제가 제거된 이방성 3D 성형체를 소결하여 이방성 3D 영구자석을 완성하는 단계로 이루어져 자기 특성이 우수한 다양한 3차원 형상의 이방화된 영구자석을 제조할 수 있도록 한 것이다.
이때, 자성분말은 Sr-페라이트, Ba-페라이트, Al-Ni-Co, Nd-Fe-B 등의 이방성 영구자석용 분말을 적용할 수 있고, 결합제는 단일 성분계보다는 다성분계를 사용하는 것이 결합제 제거 공정에 유리하여 다성분계 유기결합제를 적용한다. 즉, 점도가 낮은 저분자량의 왁스류는 3D 프린팅시 노즐(N)을 통한 흐름성을 높이는데 효과적이며, 고분자 결합제는 이방성 3D 성형체 형태의 안정성을 유지시키는데 필요하여, 다성분계 유기결합제로서 저분자량의 왁스류와 고분자량의 폴리머를 함유할 수 있도록 한 것이다.
구체적으로, 고분자량의 폴리머 결합제로서 저밀도폴리에틸렌, 고밀도폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌초산비닐공중합체 또는 폴리옥시메틸렌을 적용하여 3D 프린팅을 가능케 한다. 가소제 및 윤활제를 90∼150℃의 온도에서 30∼60분 동안 혼합한 후 결합제를 넣어 150∼200℃의 온도에서 30∼60분 동안 혼합하고 상온에서 냉각 및 건조시켜 유기결합제를 마련한 후, 이 유기결합제를 120∼190℃의 온도에서 용융한 후 자성분말을 넣고 40∼80분 동안 혼합하여 피드스톡을 마련한다.
가소제 및 윤활제의 충분한 용융 및 혼합을 위해 미리 90∼150℃의 온도에서 30∼60분 동안 혼합한 후 결합제를 넣어 150∼200℃의 온도에서 30∼60분 동안 혼합하고 상온에서 냉각 및 건조시켜 유기결합제를 마련한 후 다시 자성분말과 더불어 유기결합제를 120∼190℃의 온도에서 40∼80분 동안 용융 혼합하여 피드스톡을 마련토록 한다.
바람직하게, 자성분말 55∼65Vol.％에 유기결합제 35∼45Vol.％를 혼합시킨 피드스톡을 마련한다. 피드스톡에서 자성분말의 함량이 55Vol.％ 이하이면 제거할 결합제의 양이 상대적으로 많은 관계로 결합제 제거 후, 이방성 3D 성형체의 강도가 불충분해지고, 소결시 충분한 소결밀도를 얻기 어려운 단점이 있다. 한편, 자성분말의 함량이 65 Vol.％ 이상이면 점도가 증가하여 피드스톡 제조시 균일한 혼합을 이루기가 어렵고, 또한 자장 중에서의 3D 프린팅 시 자성분말의 배향도의 감소함에 따른 자기특성이 저하되는 단점을 갖고 있다.
이와 같이 자성분말과 다성분계 유기결합제를 혼합한 피드스톡을 구성하는 제1성분은 헵탄, 펜탄, 톨루엔, 메틸 에틸 케톤 용매에 용해 가능한 파라핀 왁스, 아미드 왁스, 비스(bees) 왁스, 미세결정성 왁스와 증류수에 용해 가능한 수용성 왁스, 폴리비닐알콜 등일 수 있다. 다음으로, 자성분말과 다성분계 유기결합제를 혼합한 피드스톡을 구성하는 제2성분은 용매에 용해되지 않는 카누바(canauba) 왁스, 폴리에틸렌 왁스 등일 수 이다. 그리고 자성분말과 다성분계 유기결합제를 혼합한 피드스톡을 구성하는 제3성분은 폴리프로필렌(PP), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 에틸렌 비닐아세테이트(EVA), 나일론 등의 고분자 결합제일 수 있다.
자성분말 및 유기결합제를 혼합하여 필라멘트 또는 펠렛화시킨 피드스톡을 이용하여 이방화가 가능하게 제작된 이방성 3D 성형체를 제조한다. 3D 프린팅 조건은 노즐(N)의 온도, 출력 속도, 적층 높이를 조절하여 결정한다. 노즐(N)의 온도는 유기결합제의 분해 온도 이하이어야 하는데, 유기결합제의 조성에 따라 100∼200℃의 온도 범위이다. 특히 본 발명에서는 복잡한 삼차원 구조의 이방성 3D 영구자석을 3D 프린팅으로 제조할 수 있어 바람직하게 된다.
한편, 본 발명에 따른 이방성 3D 영구자석의 제조 장치는 도 2에 도시된 바와 같이 모터(M)에 축결합되어 배럴(B) 속에서 회전되는 스크류(S)와, 공급통(T)으로부터 공급된 피드스톡을 배럴(B) 속의 스크류(S)로 안내하는 호퍼(P)와, 스크류(S)의 회전에 의해 배럴(B) 속에서 하향되는 피드스톡을 히터(H)로 융해시키면서 토출토록 하는 노즐(N)을 포함하고, 특히 히터(H)의 외주연에 장착되어 히터(H)에 의해 융해되는 피드스톡을 착자시켜 이방성 자력을 부여하는 착자모듈(D)을 핵심구성으로 포함하며, 이때, 착자모듈(D)은 영구자석 또는 전자마그넷일 수 있다.
본 발명에서는 구성의 간소화를 위하여 히터에 의해 용융된 피드스톡이 이동하는 부분에 자기장 발생장치, 즉 착자모듈(D)을 설치하여 피드스톡을 필요한 형태로 이방화시킨 후 연속적으로 3D 프린팅할 수 있도록 한다. 3D 프린팅은 다양한 삼차원 형상의 3D 물체, 즉 이방성 3D 성형체를 대량 생산할 수 있고, 이후 탈지 및 소결시켜 이방성 3D 영구자석을 완성할 수 있어 바람직하게 된다.
본 발명의 방법 중 저분자량의 왁스류와 고분자 폴리머의 결합제 제거 공정에서는 용매추출법, 열분해법, 초임계유체법 등의 공지 방법을 이용하여 3D 프린팅된 이방성 3D 성형체 내의 결합제 성분을 제거할 수 있도록 한다.
결합제 성분 중 저온에서 제거되는 성분을 용매추출법으로 제거하여 3D 프린팅된 이방성 3D 성형체의 표면에 기공을 형성한 후, 최종 단계로서 열분해법으로 잔류 고분자 폴리머 결합제를 제거하는 혼합 공정이 효과적이다. 열분해법만으로 저분자량 왁스 및 고분자 폴리머 다성분계 유기결합제를 제거하는 경우에는 결함을 방지하기 위하여 1℃/시간 정도의 낮은 승온속도가 필요하므로 결합제 제거 시간이 많이 걸리는 단점을 가지고 있기 때문에 용매추출법과 열분해법을 적절하게 조합하여 사용한다.
용매추출법은 다성분계 유기결합제 중에서 한 성분을 용매로 제거한 후 이방성 3D 성형체의 표면에 기공을 형성하는 방법인데, 용매 추출 성분은 헵탄, 헥산, 펜탄, 톨루엔 등 용매에 용해 가능한 파라핀 왁스, 아미드 왁스, 비스 왁스, 미세결정성 왁스로서 이들 조성은 전체 다성분 결합제 성분에서 30％ 이상이어야 연속적으로 이방성 3D 성형체의 표면에 기공이 형성되고 유기결합제 제거시 결함이 발생하지 않는다. 열분해법은 고분자 폴리머의 결합제 조성, 결합제 제거 시간, 제거 온도, 승온속도 및 가열 탈지의 분위기를 변화시키면서 수행한다. 사용된 자성분말이 산화물인 페라이트 계통의 경우 N2 분위기에서 가열탈지를 하며, 금속 계통인 Al-Ni-Co, Nd-Fe-B 자성 분말의 경우 H2 분위기에서 가열 탈지를 한다.
용매추출법 및 가열탈지법에 의해서 결합제가 제거된 이방성 3D 성형체는 소결로에서 사용된 이방성 자성분말에 따른 소결 조건에서 1,000∼1,500℃의 온도 범위에서 소결 처리한다. 또한 각각 적용된 자성분말 특성에 따라 소결시 N2, H2 진공 분위기를 사용한다. 소결된 이방성 영구자석은 3D 프린팅 과정에서 자기장 발생장치, 즉 착자모듈(D)을 적용하여 이방성 3D 성형체를 제조한 후 소결하여 이방성 3D 영구자석을 완성함으로써 별도의 후가공을 거치지 않고 그대로 사용할 수 있어 바람직하게 된다.
이와 같은 3D 프린팅을 이용하여 제조한 이방성 영구자석은 자기특성이 우수하고 후가공이 필요 없으므로, 국내 DC 모터 업계에서 종래 사용하여 오던 C형 영구자석을 대체할 수 있으며, 3D 프린팅을 사용하여 제조하였기 때문에 다양한 3차원의 이방성 영구자석에 대한 대량생산을 가능하게 하는 것이다.
한편, 상기 (a) 단계에서 피드스톡은 가소제 및 윤활제를 90∼150℃의 온도에서 30∼60분 동안 혼합한 후 유기결합제를 넣어 150∼200℃의 온도에서 30∼60분 동안 혼합하고 상온에서 냉각 및 건조시켜 유기결합제를 마련한 후, 이 유기결합제를 120∼190℃ 의 온도에서 용융한 후 자성분말을 넣고 40∼80분 동안 혼합하여 마련되고, 나아가, 상기 (a) 단계에서 자성분말은 55∼65Vol.％이고, 다성분계 유기결합제는 35∼45Vol.％인 것을 특징으로 할 수 있댜.
이때, 자성분말은 Sr-페라이트, Ba-페라이트, Al-Ni-Co 및 Nd-Fe-B 이방성 자성 분말 중 어느 하나 또는 둘 이상으로 이루어질 수 있음은 물론이고, 다성분계 유기결합제는 ⓐ 헵탄, 펜탄, 톨루엔 또는 메틸에틸케톤의 유기용매에 용해 가능한 파라핀 왁스, 아미드 왁스, 비스 왁스 및 미결정성 왁스, 증류수에 용해 가능한 수용성 왁스 및 폴리비닐알콜로 이루어진 군으로부터 선택된 제1결합제 성분과; ⓑ 유기용매 및 증류수에 용해되지 않는 카누바 왁스 및 폴리에틸렌 왁스 중에서 선택된 제2결합제 성분과; ⓒ 폴리프로필렌, 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 에틸렌 비닐아세테이트, 및 나일론으로 이루어진 군으로부터 선택된 제3결합제 성분 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
[실시예 1]
상기 (a) 단계에서 피드스톡은 자성분말로서 평균 입도 0.1 내지 20㎛의 이방성 Sr-페라이트 분말을 사용하고, 유기결합제로서 파라핀, 왁스/카누바, 왁스/고밀도 폴리에틸렌(30:30:40중량％)의 다성분계 유기결합제를 사용하며, 이들 자성분말과 다성분계 유기결합제의 함량비는 87:13중량％로서 건조한 후 130℃/시간의 조건으로 혼합하여 제조되는 펠렛으로 이루어지고, 이 펠렛을 노즐온도 100∼200℃의 온도에서 착자시키면서 3D 프린팅하여 이방성 3D 성형체를 마련하는 것으로 이루어지고, 상기 (b) 단계는 이방성 3D 성형체를 30∼70℃의 헵탄 용매 중에서 3시간 동안 유지시켜 파라핀 왁스 성분을 제거하고, 잔류하는 유기결합제가 결함없이 빠르게 제거되도록 이방성 3D 성형체의 표면에 개공을 형성시키고, N2 분위기 하에서 0.5 내지 1.0℃/분의 승온속도로 600∼1,000℃까지 10 내지 20시간 동안 가열하여 잔류하는 유기결합제인 카누바 왁스/고밀도 폴리에틸렌 성분을 제거하는 것으로 이루어지고, 상기 (c) 단계는 유기결합제가 제거된 이방성 3D 성형체를 1,000∼1,600℃의 온도에서 소결 처리하여 이방성 3D 영구자석을 완성하는 것으로 이루어질 수 있고, 이와 같은 방법으로 제조된 이방성 3D 영구자석, 예를 들어 이방성 링형 Sr-페라이트 영구자석의 표면 자속 밀도를 가우스 메터(Gauss meter)를 이용하여 측정하였는데, 극방향에서의 표면 자속밀도는 1700G로서 가공 후 조각으로 접착하여 제조한 기존의 소결자석보다 300 내지 400G 더 높았다. 직류 자화 이력 곡선 장치를 이용하여 측정된 잔류 자속밀도는 4kG, 보자력은 4 kOe이었다.
[실시예 2]
상기 (A) 단계에서 피드스톡은 자성분말로서 평균 입도 0.1 내지 20㎛의 이방성 Ba-페라이트 분말을 사용하고, 유기결합제로서 수용성 왁스/카누바 왁스/폴리프로필렌(40:30:30중량％)의 다성분계 유기결합제를 사용하며, 이들 자성분말과 다성분계 유기결합제의 함량비를 85:15중량％로서 건조한 후 160℃/시간의 조건으로 혼합하여 제조된 펠렛으로 이루어지고, 이 펠렛을 100∼200℃의 온도에서 착자시키면서 3D 프린팅하여 이방성 3D 성형체를 마련하는 것으로 이루어지고, 상기 (b) 단계는 이방성 3D 성형체를 30∼80℃의 증류수 중에서 3시간 동안 유지시켜 수용성 왁스 성분을 제거하고, 이방성 3D 성형체 평균 입도 1㎛의 알루미나 분말 속에 넣어서 N2 분위기 하에서 0.5 내지 1.0℃/분의 승온속도로 600∼1,000℃까지 10 내지 20시간 동안 가열하여 잔류하는 유기결합제인 카누바 왁스/고밀도 폴리에틸렌 성분을 제거하는 것으로 이루어지고, 상기 (c) 단계는 유기결합제가 제거된 이방성 3D 성형체를 1,000∼1,600℃의 온도에서 1시간 동안 소결 처리하여 이방성 3D 영구자석을 완성하는 것으로 이루어질 수 있고, 이와 같은 방법으로 제조된 이방성 3D 영구자석, 예를 들어 링형 Ba-페라이트 영구자석의 잔류 자속밀도는 3.8 kG, 보자력은 2.3 kOe이었다.
[실시예 3]
상기 (A) 단계에서 피드스톡은 자성분말로서 평균 입도 0.1 내지 20㎛의 이방성Al-Ni-Co 분말을 사용하고, 유기결합제로서 비스 왁스/폴리에틸렌 왁스/저밀도 폴리에틸렌(35:30:35중량％)의 다성분계 유기결합제를 사용하며, 이들 자성분말과 다성분계 유기결합제의 함량비는 80:20중량％로서 건조한 후 120℃/시간의 조건으로 혼합하여 제조된 펠렛으로 이루어지고, 이 펠렛을 노즐온도 100∼200℃의 온도에서 착자시키면서 3D 프린팅하여 이방성 3D 성형체를 마련하는 것으로 이루어지고, 상기 (b) 단계는 이방성 3D 성형체를 30∼80℃의 펜탄용매 중에서 3시간 동안 유지시켜서 비스 왁스 성분을 제거하고, 이방성 3D 성형체의 표면에 개공을 형성시키고, H2 분위기 하에서 0.5 내지 1.0℃/분의 승온속도로 600∼1,000℃까지 10 내지 20시간 동안 가열하여 잔류하는 결합제인 폴리에틸렌 왁스/저밀도 폴리에틸렌 성분을 제거하는 것으로 이루어지고, 상기 (c) 단계는 유기결합제가 제거된 이방성 3D 성형체를 1,000∼1,600℃의 온도에서 1시간 동안 Ar 분위기 하에서 소결 처리하고 800℃의 온도로 열처리하여 이방성 3D 영구자석을 완성하는 것으로 이루어질 수 있고, 이와 같은 방법으로 제조된 이방성 3D 영구자석, 예를 들어 이방성 Al-Ni-Co 영구 자석의 자기 특성은 잔류 자속밀도 10kG, 보자력은 1kOe이었다.
[실시예 4]
상기 (A) 단계에서 피드스톡은 자성분말로서 평균 입도 0.1 내지 20㎛의 이방성 Nd-Fe-B 분말을 사용하고, 유기결합제로는 파라핀 왁스/에틸렌 비닐 아세테이트(50:50중량％)의 2성분계인 다성분계 유기결합제를 사용하며, 이들 자성분말과 다성분계 유기결합제의 함량비는 90:10중량％로서 건조한 후 130℃/시간의 조건으로 혼합하여 제조된 펠렛으로 이루어지고, 이 펠렛을 노즐온도 100∼200℃의 온도에서 착자시키면서 3D 프린팅하여 이방성 3D 성형체를 마련하는 것으로 이루어지고, 상기 (b) 단계는 이방성 3D 성형체를 70℃의 톨루엔 용매 중에서 6시간 동안 유지시켜 파라핀 왁스 성분을 제거하고, 이방성 3D 성형체의 표면에 개공을 형성시키고, H2 분위기 하에서 0.5 내지 1.0℃/분의 승온 속도로 600∼1,000℃까지 10 내지 20시간 동안 가열하여 잔류하는 유기결합제인 에틸렌비닐 아세테이트 성분을 제거하는 것으로 이루어지고, 상기 (c) 단계는 유기결합제가 제거된 3D 성형체를 1,000∼1,600℃의 온도에서 1시간 동안 진공 중에서 소결 처리한 후 600℃에서 1시간 동안 열처리하여 이방성 3D 영구자석을 완성하는 것으로 이루어질 수 있고, 이와 같은 방법으로 제조된 이방성 3D 영구자석, 예를 들어 링형 Nd-Fe-B 영구 자석의 자기특성은 잔류 자속밀도 12kG, 보자력은 10 kOe이었다.
[실시예 5]
본 발명에 따른 이방성 3D 영구자석의 제조 방법의 실시예에서는 연속 압출기를 사용하는 분말 압출 성형에 의하여 긴 파이프(pipe) 형태의 이방성 3D 성형체를 연속적으로 제조하였다. 연속 압출기 내의 가소화 지역과 용융물 이동 지역에 자장 장치를 설치하여 이방성 3D 성형체를 필요한 형태로 이방화시켰다. 압출기의 다이 바깥 부분에 절단(cutting) 장치를 설치하여 이방성 3D 성형체를 필요한 크기로 연속적으로 절단하였다. 성형 온도는 결합제의 조성에 따라 150 내지 200℃ 온도 범위로 조절하였다. 그 외의 혼합공정, 결합제 제거 공정, 소결 공정은 실시예 1 내지 4의 공정과 동일하게 수행하였다. 이와 같이 분말 압축 성형에 의하여 영구 자석을 제조하는 방법은 길이가 긴 실린더 형태일 경우에만 분말 사출 성형에 비하여 단위 시간 당 대량 생산성이 우수하였다.
본 발명은 3D 프린팅을 이용하여 이방성 3D 영구자석를 제조하는 산업 분야에 이용 가능하다.
M : 모터 B : 배럴
S : 스크류 T : 공급통
P : 호퍼 H : 히터
N : 노즐 D : 착자모듈

Claims (14)

  1. (a) 자성분말 및 유기결합제를 혼합하여 마련된 피드스톡을 3D 프린터의 노즐을 경유시키면서 착자시켜 이방성 자력을 부여함과 동시에 3D 프린팅하여 이방성 3D 성형체를 마련하는 단계와,
    (b) 상기 이방성 3D 성형체 내에 존재하는 유기결합제를 제거하는 단계와,
    (c) 상기 유기결합제가 제거된 이방성 3D 성형체를 소결하여 이방성 3D 영구자석을 완성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이방성 3D 영구자석의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 단계는 용매 추출법, 열분해법, 초입계유체법 중 어느 하나 또는 둘 이상의 방법에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 이방성 3D 영구자석의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유기결합제는 다성분계 유기결합제인 것을 특징으로 하는 이방성 3D 영구자석의 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 다성분계유기결합제는 저분자량의 왁스류 및 고분자량의 폴리머를 함유하는 것을 특징으로 하는 이방성 3D 영구자석의 제조 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어는 한 항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서 상기 피드스톡은 가소제 및 윤활제를 90∼150℃의 온도에서 30∼60분 동안 혼합한 후 상기 유기결합제를 넣어 150∼200℃의 온도에서 30∼60분 동안 혼합하고 상온에서 냉각 및 건조시켜 유기결합제를 마련한 후, 이 유기결합제를 120∼190℃ 의 온도에서 용융한 후 상기 자성분말을 넣고 40∼80분 동안 혼합하여 마련되는 것을 특징으로 하는 이방성 3D 영구자석의 제조 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서
    상기 자성분말은 55∼65Vol.％이고,
    상기 다성분계 유기결합제는 35∼45Vol.％인 것을 특징으로 하는 이방성 3D 영구자석의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 자성분말은 Sr-페라이트, Ba-페라이트, Al-Ni-Co 및 Nd-Fe-B 이방성 자성 분말 중 어느 하나 또는 둘 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이방성 3D 영구자석의 제조 방법.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 다성분계 유기결합제는 ⓐ 헵탄, 펜탄, 톨루엔 또는 메틸에틸케톤의 유기용매에 용해 가능한 파라핀 왁스, 아미드 왁스, 비스 왁스 및 미결정성 왁스, 증류수에 용해 가능한 수용성 왁스 및 폴리비닐알콜로 이루어진 군으로부터 선택된 제1결합제 성분과; ⓑ 유기용매 및 증류수에 용해되지 않는 카누바 왁스 및 폴리에틸렌 왁스 중에서 선택된 제2결합제 성분과; ⓒ 폴리프로필렌, 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 에틸렌 비닐아세테이트, 및 나일론으로 이루어진 군으로부터 선택된 제3결합제 성분 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 이방성 3D 영구자석의 제조 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서 상기 피드스톡은 자성분말로서 평균 입도 0.1 내지 20㎛의 이방성 Sr-페라이트 분말을 사용하고, 유기결합제로서 파라핀, 왁스/카누바, 왁스/고밀도 폴리에틸렌(30:30:40중량％)의 다성분계 유기결합제를 사용하며, 이들 자성분말과 다성분계 유기결합제의 함량비는 87:13중량％로서 건조한 후 130℃/시간의 조건으로 혼합하여 제조되는 펠렛으로 이루어지고, 이 펠렛을 노즐온도 100∼200℃의 온도에서 착자시키면서 3D 프린팅하여 상기 이방성 3D 성형체를 마련하는 것으로 이루어지고,
    상기 (b) 단계는 상기 이방성 3D 성형체를 30∼70℃의 헵탄 용매 중에서 3시간 동안 유지시켜 파라핀 왁스 성분을 제거하고, 잔류하는 유기결합제가 결함없이 빠르게 제거되도록 상기 이방성 3D 성형체의 표면에 개공을 형성시키고, N2 분위기 하에서 0.5 내지 1.0℃/분의 승온속도로 600∼1,000℃까지 10 내지 20시간 동안 가열하여 잔류하는 유기결합제인 카누바 왁스/고밀도 폴리에틸렌 성분을 제거하는 것으로 이루어지고,
    상기 (c) 단계는 유기결합제가 제거된 상기 이방성 3D 성형체를 1,000∼1,600℃의 온도에서 소결 처리하여 상기 이방성 3D 영구자석을 완성하는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이방성 3D 영구자석의 제조 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 (A) 단계에서 상기 피드스톡은 자성분말로서 평균 입도 0.1 내지 20㎛의 이방성 Ba-페라이트 분말을 사용하고, 유기결합제로서 수용성 왁스/카누바 왁스/폴리프로필렌(40:30:30중량％)의 다성분계 유기결합제를 사용하며, 이들 자성분말과 다성분계 유기결합제의 함량비를 85:15중량％로서 건조한 후 160℃/시간의 조건으로 혼합하여 제조된 펠렛으로 이루어지고, 이 펠렛을 노즐온도 100∼200℃의 온도에서 착자시키면서 3D 프린팅하여 상기 이방성 3D 성형체를 마련하는 것으로 이루어지고,
    상기 (b) 단계는 상기 이방성 3D 성형체를 30∼80℃의 증류수 중에서 3시간 동안 유지시켜 수용성 왁스 성분을 제거하고, 상기 이방성 3D 성형체 평균 입도 1㎛의 알루미나 분말 속에 넣어서 H2 분위기 하에서 0.5 내지 1.0℃/분의 승온속도로 600∼1,000℃까지 10 내지 20시간 동안 가열하여 잔류하는 유기결합제인 카누바 왁스/고밀도 폴리에틸렌 성분을 제거하는 것으로 이루어지고,
    상기 (c) 단계는 유기결합제가 제거된 상기 이방성 3D 성형체를 1,000∼1,600℃의 온도에서 1시간 동안 소결 처리하여 상기 이방성 3D 영구자석을 완성하는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이방성 3D 영구자석의 제조 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 (A) 단계에서 상기 피드스톡은 자성분말로서 평균 입도 0.1 내지 20㎛의 이방성Al-Ni-Co 분말을 사용하고, 유기결합제로서 비스 왁스/폴리에틸렌 왁스/저밀도 폴리에틸렌(35:30:35중량％)의 다성분계 유기결합제를 사용하며, 이들 자성분말과 다성분계 유기결합제의 함량비는 80:20중량％로서 건조한 후 120℃/시간의 조건으로 혼합하여 제조된 펠렛으로 이루어지고, 이 펠렛을 노즐온도 100∼200℃의 온도에서 착자시키면서 3D 프린팅하여 상기 이방성 3D 성형체를 마련하는 것으로 이루어지고,
    상기 (b) 단계는 상기 이방성 3D 성형체를 30∼80℃의 펜탄용매 중에서 3시간 동안 유지시켜서 비스 왁스 성분을 제거하고, 이방성 3D 성형체의 표면에 개공을 형성시키고, H2 분위기 하에서 0.5 내지 1.0℃/분의 승온 속도로 600∼1,000℃까지 10 내지 20시간 동안 가열하여 잔류하는 결합제인 폴리에틸렌 왁스/저밀도 폴리에틸렌 성분을 제거하는 것으로 이루어지고,
    상기 (c) 단계는 유기결합제가 제거된 상기 이방성 3D 성형체를 1,000∼1,600℃의 온도에서 1시간 동안 Ar 분위기 하에서 소결 처리하고 800℃의 온도로 열처리하여 상기 이방성 3D 영구자석을 완성하는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이방성 3D 영구자석의 제조 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 (A) 단계에서 상기 피드스톡은 자성분말로서 평균 입도 0.1 내지 20㎛의 이방성 Nd-Fe-B 분말을 사용하고, 유기결합제로는 파라핀 왁스/에틸렌 비닐 아세테이트(50:50중량％)의 2성분계인 다성분계 유기결합제를 사용하며, 이들 자성분말과 다성분계 유기결합제의 함량비는 90:10중량％로서 건조한 후 130℃/시간의 조건으로 혼합하여 제조된 펠렛으로 이루어지고, 이 펠렛을 노즐온도 100∼200℃의 온도에서 착자시키면서 3D 프린팅하여 상기 이방성 3D 성형체를 마련하는 것으로 이루어지고,
    상기 (b) 단계는 상기 이방성 3D 성형체를 30∼80℃의 톨루엔 용매 중에서 6시간 동안 유지시켜 파라핀 왁스 성분을 제거하고, 이방성 3D 성형체의 표면에 개공을 형성시키고, H2 분위기 하에서 0.5 내지 1.0℃/분의 승온속도로 600∼1,000℃까지 10 내지 20시간 동안 가열하여 잔류하는 유기결합제인 에틸렌비닐 아세테이트 성분을 제거하는 것으로 이루어지고,
    상기 (c) 단계는 유기결합제가 제거된 3D 성형체를 1,000∼1,600℃의 온도에서 1시간 동안 진공 중에서 소결 처리한 후 600℃에서 1시간 동안 열처리하여 상기 이방성 3D 영구자석을 완성하는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이방성 3D 영구자석의 제조 방법.
  13. 모터(M)에 축결합되어 배럴(B) 속에서 회전되는 스크류(S)와, 공급통(T)으로부터 공급된 피드스톡을 상기 배럴(B) 속의 상기 스크류(S)로 안내하는 호퍼(P)와, 상기 스크류(S)의 회전에 의해 상기 배럴(B) 속에서 하향되는 피드스톡을 히터(H)로 융해시키면서 토출토록 하는 노즐(N)을 포함하는 이방성 3D 영구자석의 제조 장치에 있어서,
    상기 히터(H)의 외주연에 장착되어 상기 히터(H)에 의해 융해되는 피드스톡을 착자시켜 이방성 자력을 부여하는 착자모듈(D)을 포함하는 것을 특징으로 하는 이방성 3D 영구자석의 제조 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 착자모듈(D)은 영구자석 또는 전자마그넷인 것을 특징으로 하는 이방성 3D 영구자석의 제조 장치.
KR1020210083943A 2021-06-28 2021-06-28 이방성 3ｄ 영구자석의 제조 방법 및 그 장치 KR20230001591A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210083943A KR20230001591A (ko) 2021-06-28 2021-06-28 이방성 3ｄ 영구자석의 제조 방법 및 그 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210083943A KR20230001591A (ko) 2021-06-28 2021-06-28 이방성 3ｄ 영구자석의 제조 방법 및 그 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230001591A true KR20230001591A (ko) 2023-01-05

Family

ID=84926016

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210083943A KR20230001591A (ko) 2021-06-28 2021-06-28 이방성 3ｄ 영구자석의 제조 방법 및 그 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20230001591A (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030035852A (ko) 2001-10-31 2003-05-09 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 방사상 이방성 소결 자석 및 그의 제조 방법, 및 자석회전자 및 모터
KR100518067B1 (ko) 2001-10-31 2005-09-28 가부시키가이샤 네오맥스 영구자석의 제조방법 및 프레스 장치
KR101375986B1 (ko) 2013-01-18 2014-03-19 영남대학교 산학협력단 금속분말 사출성형법을 통한 Fe­Si 계 자성 코어 제조방법
KR20210041067A (ko) 2019-10-01 2021-04-14 다이토 코교 가부시키가이샤 착자장치 및 착자방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030035852A (ko) 2001-10-31 2003-05-09 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 방사상 이방성 소결 자석 및 그의 제조 방법, 및 자석회전자 및 모터
KR100518067B1 (ko) 2001-10-31 2005-09-28 가부시키가이샤 네오맥스 영구자석의 제조방법 및 프레스 장치
KR101375986B1 (ko) 2013-01-18 2014-03-19 영남대학교 산학협력단 금속분말 사출성형법을 통한 Fe­Si 계 자성 코어 제조방법
KR20210041067A (ko) 2019-10-01 2021-04-14 다이토 코교 가부시키가이샤 착자장치 및 착자방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chaudhary et al. Additive manufacturing of magnetic materials
US10766181B2 (en) Magnetic feed material and its use in producing bonded permanent magnets by additive manufacturing
EP0016960B1 (en) Anisotropic polymeric magnet in the tubular form and process for producing the same
CN101552132A (zh) 注射成型稀土类径向磁环的制造方法
US20180236724A1 (en) Novel 3d printing method to fabricate bonded magnets of complex shape
KR101585479B1 (ko) MnBi를 포함한 이방성 복합 소결 자석 및 이의 상압소결 방법
WO2018081527A1 (en) Bonded permanent magnets produced by big area additive manufacturing
CN106683867A (zh) 3d打印纳米晶各向异性磁体
KR20170113415A (ko) 3d 프린팅 방법
JPH01150303A (ja) 磁気異方性焼結磁石及びその製造方法
CN105931791B (zh) 采用粉末冶金工艺制备的Fe-50%Co系软磁合金及方法
KR20230001591A (ko) 이방성 3ｄ 영구자석의 제조 방법 및 그 장치
US20230268118A1 (en) Method of manufacturing a permanent magnet
CN100568418C (zh) 原位聚合后直接注射成型制备粘结永磁铁氧体的方法
Xi et al. Preparation and characterization of phenol formaldehyde bonded Nd–Fe–B magnets with high strength and heat resistance
JP2010118521A (ja) 射出成形を利用した軟磁性材およびその製造方法
JP6596061B2 (ja) 希土類永久磁石材料及びその製造方法
US20200020481A1 (en) Magnet manufacturing by additive manufacturing using slurry
KR970003335B1 (ko) 분말 사출 또는 압출 성형에 의한 이방성 영구 자석의 제조 방법
JPS61220315A (ja) 磁性成形体の製造方法
WO2022073590A1 (en) Non-sintered objects as magnetic and/or electroconductive device
KR101881267B1 (ko) Nd-Fe-B계 성형체의 제조방법 및 이의 방법으로 제조된 Nd-Fe-B계 성형체
SI25966A (sl) Filament z orientiranimi magnetnimi delci za 3D tisk anizotropnih magnetov
Arigbabowo et al. High-performance Thermoplastic-based Magnetic Composites.
US20240145135A1 (en) Method for producing a raw magnet

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X601 Decision of rejection after re-examination