PL245559B1 - Kompozyt o właściwościach magnetycznie miękkich do druku 3D - Google Patents

Kompozyt o właściwościach magnetycznie miękkich do druku 3D Download PDF

Info

Publication number
PL245559B1
PL245559B1 PL437350A PL43735021A PL245559B1 PL 245559 B1 PL245559 B1 PL 245559B1 PL 437350 A PL437350 A PL 437350A PL 43735021 A PL43735021 A PL 43735021A PL 245559 B1 PL245559 B1 PL 245559B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
composite
sub
printing
soft magnetic
powder
Prior art date
Application number
PL437350A
Other languages
English (en)
Other versions
PL437350A1 (pl
Inventor
Łukasz Hawełek
Marcin Polak
Andrzej Hudecki
Aleksandra Kolano-Burian
Original Assignee
Siec Badawcza Lukasiewicz Inst Metali Niezelaznych
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 Siec Badawcza Lukasiewicz Inst Metali Niezelaznych filed Critical Siec Badawcza Lukasiewicz Inst Metali Niezelaznych
Priority to PL437350A priority Critical patent/PL245559B1/pl
Publication of PL437350A1 publication Critical patent/PL437350A1/pl
Publication of PL245559B1 publication Critical patent/PL245559B1/pl

Links

Landscapes

  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest kompozyt o właściwościach magnetycznie miękkich do druku 3D FDM zawierający elastomer i proszek o właściwościach magnetycznie miękkich, charakteryzujący się tym, że proszek stanowi Fe<sub>80.3</sub>Co<sub>5</sub>Cu<sub>0.7</sub>B<sub>14</sub> [% at.] w ilości do 90% składu oraz elastomer w postaci rozpuszczonego kopolimeru etylenu i octanu winylu.

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest kompozyt magnetycznie miękki o osnowie elastomeru przeznaczony do druku 3D.
FDM (z ang. Fused Deposition Modeling) jest jedną z najbardziej rozpowszechnionych technik druku 3D. Technika ta pozwala na przyrostowe wytwarzanie elementów trójwymiarowych, jednakże rodzaj materiału wsadowego użytego do tego procesu (polimery, kopolimery lub kompozyty na ich osnowie) musi spełniać odpowiednie wymagania takie, jak: odpowiednia temperatura topnienia, wymiary geometryczne wsadu (najczęściej to tzw. filament-drut o przekroju kołowym wytwarzany w procesie wytłaczania pod dużym ciśnieniem uplastycznionego temperaturowo materiału) i inne [Carneiro O. S., Silva, A. F., & Gomes, R. (2015). Fused deposition modeling with polypropylene. Materials & Design, 83, 768-776.]. Wśród najbardziej popularnych polimerów wykorzystywanych do produkcji filamentów FDM 3D są: ABS (acrylonitrile butadiene styrene), PLA (polylactic acid), Nylon/PA (polyamide), ASA (acrylonitrile styrene acrylate), PET (polyethylene terephthalate) czy PC (polycarbonate). W nowej generacji filamentów stosowane są termoplastyczne elastomery charakteryzujące się wysoką plastycznością, takie jak na przykład TPU (thermoplastic polyurethane) [P.436317].
Skład materiałów kompozytowych filamentów dobierany jest zgodnie z jego finalnym zastosowaniem. Wypełnienie kompozytu nadaje dodatkowe cechy funkcjonalne materiału i ma najczęściej na celu podniesienie jego właściwości: mechanicznych, optyczn ych, elektrycznych, biologicznych bądź/i magnetycznych. Wypełnieniem mogą być włókna, cząstki, proszki sferyczne, proszki niesferyczne, itd. Wśród magnetycznych wypełnień materiałów kompozytowych, ze względu na możliwość ich zastosowania w elementach i podzespołach układów przekształcania energii elektrycznej, na szczególne zainteresowanie zasługują wysokoindukcyjne proszki magnetycznie miękkie (stopy na bazie Fe, Co i Ni).
Proszki te wytwarzane są poprzez proces atomizacji gazowej bądź wodnej, a także popr zez wysokoenergetyczne mielenie bądź kriomielenie szkieł metalicznych stopów na bazie Fe, Co i Ni. Metoda odlewania ciekłego stopu na wirujący bęben (tzw. metoda melt-spinning) jest najpopularniejszą metodą wytwarzania szkieł metalicznych w postaci cienkich taśm o grubości mikrometrycznej. Taśmy te po odpowiednim uformowaniu rdzenia i zastosowaniu odpowiedniej obróbki stanowią gotowe elementy bierne do zastosowań w elektronice i energoelektronice [P.395893, EP10005874], Zamiast bezpośredniego wykorzystania tego materiału możliwe jest po zastosowaniu mielenia i dalej odsiewania wytworzenie proszków magnetycznie miękkich o odpowiedniej frakcji, co umożliwia jego zastosowanie na rdzenie z rozproszoną szczeliną czy wypełnienie materiałów kompozytowych na filamenty 3D FDM [Khatri B., Lappe K., Noetzel D., Pursche K., & Hanemann T. (2018). A 3D-printable polymer-metal softmagnetic functional composite—Development and characterization. Materials, 11(2), 189].
Kopolimer etylenu i octanu winylu (EVA - ethyl vinyl acetate) znajdują zastosowanie między innymi na superkondensatory, aktuatory, absorbery promieniowania elektromagnetycznego czy pokrycia paneli fotowoltaicznych.
Istotą wynalazku jest kompozyt o właściwościach magnetycznie miękkich do druku 3D FDM zawierający elastomer i proszek o właściwościach magnetycznie miękkich, charakteryzujący się tym, że proszek stanowi Fe80.3Co5Cu0.7B14 [% at.] w ilości do 90% masowych składu oraz elastomer w postaci rozpuszczonego kopolimeru etylenu i octanu winylu.
W wyniku wynalazku powstaje kompozyt stanowiący filament do druku 3D. Kopolimer etylenu i octanu winylu (EVA - ethyl vinyl acetate) charakteryzuje się dużą rozpiętością właściwości od półkrystalicznych polimerów aż po elastomery, w zależności od procentowego udziału octanu winylu i masy cząsteczkowej. Wynalazek ilustruje poniższy przykład wykonania, niestanowiący jego ograniczenia:
1. Przygotowanie roztworu kopolimer etylenu i 22%wagowych octanu winylu (EVA)-chloroform: a) do chloroformu w ilości 100 ml dodano 15 gram kopolimeru EVA,
b) proces rozpuszczania prowadzono za pomocą mieszadła magnetycznego: czas mieszania wynosił 2 godziny, obroty mieszadła wynosiły 300obr./min, temperatura mieszaniny wynosiła 70°C.
2. Wytworzenie proszku magnetycznie miękkiego o składzie chemicznym Fe00.3Co5Cu0.7B14 [% atomowych]:
a) wytworzenie amorficznej taśmy za pomocą metody melt-spinning o składzie chemicznym Fe80.3Co5Cu0.7B14 [% atomowych],
b) zmielenie otrzymanej taśmy za pomocą wysokoenergetycznego mielenia (350 obr./min) w młynie kulowym,
c) odsianie frakcji 20 μπ-50 μπ.
3. Przygotowanie zawiesiny proszek Fe80.3Co5Cu0.7B14 [% atomowych]-chloroform:
a) do chloroformu w ilości 4 ml dodano 15 gram proszku Fe80.3Co5Cu0.7B14 [% atomowych] wytworzonego wg pkt 2c,
b) mieszanie zawiesiny w czasie 1 min homogenizatorem ultradźwiękowym.
4. Połączenie rozpuszczonego kopolimeru wg pkt 1 z wytworzoną zawiesiną wg pkt 3:
a) do roztworu EVA-chloroform dodano wytworzoną zawiesinę i mieszano za pomocą homogenizatora ultradźwiękowego w czasie 1 minuty.
5. Wytworzenie kompozytu w postaci filamentu druku 3D:
a) mieszaninę wytworzoną wg pkt. 4a wylano do formy teflonowej do ostudzenia i odstawiono w dygestorium w celu odparowania z niej chloroformu: czas odparowania wynosił 12 godzin,
b) mieszaninę kopolimeru EVA z proszkiem, uzyskaną wg pkt. 5a, w postaci stałej, rozdrobniono mechanicznie do postaci granulatu o rozmiarze do 5mm,
c) granulat wytworzony w punkcie 5b poddano procesowi ekstruzji do postaci drutu o średnicy 1,75mm; prędkość wytłaczania drutu wynosiła 8 mm/s, temperatura procesu wynosiła 270°C w komorze plastyfikacji granulatu.

Claims (1)

1. Kompozyt o właściwościach magnetycznie miękkich do druku 3D FDM zawierający elastomer i proszek o właściwościach magnetycznie miękkich, znamienny tym, że proszek stanowi Fe80.3Co5Cu0.7B14 [% atomowych] w ilości do 90% masowych składu oraz elastomer w postaci rozpuszczonego kopolimeru etylenu i octanu winylu.
PL437350A 2021-03-19 2021-03-19 Kompozyt o właściwościach magnetycznie miękkich do druku 3D PL245559B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL437350A PL245559B1 (pl) 2021-03-19 2021-03-19 Kompozyt o właściwościach magnetycznie miękkich do druku 3D

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL437350A PL245559B1 (pl) 2021-03-19 2021-03-19 Kompozyt o właściwościach magnetycznie miękkich do druku 3D

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL437350A1 PL437350A1 (pl) 2022-09-26
PL245559B1 true PL245559B1 (pl) 2024-09-02

Family

ID=83724247

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL437350A PL245559B1 (pl) 2021-03-19 2021-03-19 Kompozyt o właściwościach magnetycznie miękkich do druku 3D

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL245559B1 (pl)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106633734A (zh) * 2017-01-04 2017-05-10 浙江农林大学 一种适用于3d打印的磁性轻质可降解材料的制备方法
CN108117622A (zh) * 2018-01-16 2018-06-05 成都新柯力化工科技有限公司 一种高精度的光固化3d打印材料及制备方法
CN111138833A (zh) * 2019-12-20 2020-05-12 东莞深圳清华大学研究院创新中心 3d打印磁性热塑性聚氨酯弹性体材料及其制备方法与应用

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106633734A (zh) * 2017-01-04 2017-05-10 浙江农林大学 一种适用于3d打印的磁性轻质可降解材料的制备方法
CN108117622A (zh) * 2018-01-16 2018-06-05 成都新柯力化工科技有限公司 一种高精度的光固化3d打印材料及制备方法
CN111138833A (zh) * 2019-12-20 2020-05-12 东莞深圳清华大学研究院创新中心 3d打印磁性热塑性聚氨酯弹性体材料及其制备方法与应用

Also Published As

Publication number Publication date
PL437350A1 (pl) 2022-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111097919B (zh) 一种多组元难熔合金球形粉末的制备方法
JP4320372B2 (ja) ガラス含有成形用ペレット及びその製造方法
EP1505111B1 (de) Polymerpulver mit phosphonatbasierendem Flammschutzmittel, Verfahren zu dessen Herstellung und Formkörper, hergestellt aus diesem Polymerpulver
JP2021042372A (ja) 積層造形のための金属前駆体を含む微粒子組成物及びそれに関連する方法
DE102004012683A1 (de) Lasersintern mit Lasern mit einer Wellenlänge von 100 bis 3000 nm
EP3510101A1 (de) Thermoplastische polymerpulver für das selektive lasersintern (sls)
CN108698310A (zh) 改进性能的单丝制造物品
CN106633363A (zh) 一种用于3d打印的聚丙烯组合物及其制备方法
KR20190046782A (ko) 수지 조성물, 3차원 프린터용 필라멘트 및 수지 분말, 및 조형물 및 그의 제조 방법
CN115055674A (zh) 一种适用于增材制造钨钴硬质合金零部件的喂料及其制备方法和应用
EP0013872B1 (de) Verfahren zum Herstellen kleinteiliger, mit Leitfähigkeitsruss versehener Polyolefin-Formmassen und deren Verwendung zur Herstellung von Formkörpern
WO2019122536A1 (en) A filament and a 3d printed item
CH708581B1 (de) Verbundwerkstoffe zur Nutzung in Spritzguss-Verfahren.
Manola et al. Investigation of melt flow index of dual metal reinforced ABS polymer for FDM filament fabrication
JP2022551877A (ja) 充填ポリアリールエーテルケトン粉体、その製造方法及びその使用
Li et al. PLA/PBAT composite powder prepared by thermally induced phase separation for selective laser sintering
PL245559B1 (pl) Kompozyt o właściwościach magnetycznie miękkich do druku 3D
Zhang et al. 4D printing of the ferrite permanent magnet BaFe12O19 and its intelligent shape memory effect
CN106633582A (zh) 一种用于3d打印的聚丙烯组合物及其制备方法
Yan et al. Investigation into the selective laser sintering of styrene–acrylonitrile copolymer and postprocessing
WO2005085326A1 (de) Polymerpulver mit russpartikeln, verfahren zu dessen herstellung und formkörper, hergestellt aus diesem polymerpulver
Laumer et al. Laser beam melting of multi-material components
CN107266884B (zh) 一种完全可生物降解的3d打印材料及其制备方法
KR20170071370A (ko) 3d 프린팅용 금속분말 조성물 및 이를 이용한 3차원 형상의 소재의 제조방법
JP2020007529A (ja) 難燃性ポリマー微粒子およびその製造方法