در حال حاضر، آهنرباهای نئودیمیوم-آهن-بور (NdFeB) سینترشده حدود 80٪ از بازار جهانی آهنرباهای NdFeB را در دست دارند که این برتری ناشی از خواص مغناطیسی برجستهی آنهاست. آهنرباهای سینترشده از طریق فرآیند متالورژی پودر — شامل خردکردن، پرس کردن، سینتر کردن و ماشینکاری — تولید میشوند و دارای ماندگاری بالا، نیروی دемغناطیسکننده و محصول انرژی هستند که آنها را برای کاربردهایی که نیازمند میدانهای مغناطیسی قوی هستند، مناسب میکند. به عنوان مثال، در موتورهای پرقدرت، توربینهای بادی و الکترونیکهای دقیق، آهنرباهای NdFeB سینترشده مانند درجه N52 (همانطور که در
AIM Magnet ) نمایش داده شده است، قدرت بینظیری ارائه میدهند که محصولات انرژی تا 52 MGOe را فراهم میکنند.
شرکت AIM Magnet، یک تولیدکننده برتر که در سال 2006 تأسیس شده است، این برتری را با ظرفیت تولید سالانه 500 تنی و با پشتیبانی از 300 دستگاه پیشرفته به خوبی نشان میدهد. گواهینامههای ISO، ROSH و REACH این شرکت، قابلیت اطمینان بالای آهنرباهای سینتر شده را تضمین کرده است که باعث تثبیت موقعیت رهبری این شرکت در صنایعی که به راهکارهای با عملکرد بالا نیاز دارند شده است. درج تصویر: فرآیند تولید آهنربای NdFeB سینتر شده یا تصویر محصول درجه N52
اگرچه آهنرباهای سینتر شده رایج هستند، آهنرباهای NdFeB متصلشده به عنوان سریعترین بخش رشد در حال ظهور هستند که تحت تأثیر انعطافپذیری طراحی و مقرونبهصرفه بودن خود قرار دارند. آهنرباهای متصلشده از طریق مخلوط کردن پودر NdFeB با مواد چسباننده پلیمری (مانند اپوکسی، نایلون) و قالبگیری آنها از طریق روشهای ریختهگری تزریقی یا قالبگیری فشاری تولید میشوند - این امر امکان ایجاد هندسههای پیچیده، ساختارهای دیوارهای نازک و ویژگیهای یکپارچه را فراهم میکند که نیازهای در حال تحول صنایع مختلف را برطرف میکند.
عوامل اصلی رشد در آهنرباهای متصلشده شامل موارد زیر است:
-
چندپوشی طراحی : آنها را میتوان به شکلهای پیچیدهای مانند قطعات مغناطیسی مورد استفاده در ماژولهای شارژ بیسیم (به عنوان مثال، آهنرباهای MagSafe) یا سنسورهای کوچک قالبگیری کرد، که با دامنه محصولات AIM Magnet از جمله راهکارهای مغناطیسی سفارشی هماهنگ است راهکارهای مغناطیسی .
-
ویژگی سبکبودن : در کاربردهای الکترونیکی و خودرویی، آهنرباهای باند شده نسبت به آهنرباهای سنتره ۳۰ تا ۵۰ درصد وزن کمتری دارند و این امر با روند طراحی سبکوزن هماهنگ است.
-
کاهش هزینههای تولید : فرآیند قالبگیری نیاز به ماشینکاری بعدی را حذف میکند و زمان تولید و هزینهها را کاهش میدهد.
: اگرچه آهنرباهای باند شده عملکرد مغناطیسی پایینتری دارند (محصولات انرژی معمولاً ۸ تا ۱۵ MGOe)، اما انعطافپذیری آنها باعث رشدی با نرخ رشد مرکب سالانه ۷ تا ۹ درصدی تا سال ۲۰۳۰ میشود. تصویر: فرآیند قالبگیری تزریقی آهنربای باند شده یا کاربرد محصول در الکترونیک مصرفی.
رونق دوگانه بازار نشاندهنده تعادل بین عملکرد و انعطافپذیری است. مغناطیسهای سینتر شده قدرت خود را در کاربردهای پرقدرت (مانند موتورهای صنعتی، دستگاههای MRI پزشکی) حفظ کردهاند، در حالی که مغناطیسهای باند شده جایگاه خود را در الکترونیک مصرفی، حسگرهای خودرو و دستگاههای کوچکشده ایجاد کردهاند. مدل راهحل یکپاکتی شرکت AIM Magnet — که هم محصولات استاندارد و هم سفارشی را ارائه میدهد
مغناطیس های نئودیمیوم —نکته چگونگی استفاده تولیدکنندگان از هر دو فناوری برای پاسخگویی به نیازهای متنوع را برجسته میکند.
الکتریکیشدن سریع صنعت خودرو عامل اصلی رشد مغناطیسهای NdFeB باند شده است، با رشد سالانه مرکب 9.2 درصدی برای دوره 2024-2030 پیشبینی شده است. خودروهای برقی (EVs) نیازمند اجزای مغناطیسی سبک و کارآمد برای موتورها، اینورترها و حسگرها هستند — کاربردهایی که مغناطیسهای باند شده در آنها عملکرد بهتری دارند.
-
موتورهای EV : مگنتهای باند شده امکان طراحی موتورهای کوچک و با راندمان بالا با طراحی یکپارچه را فراهم میکنند. به عنوان مثال، موتورهای استاتور پین سوزنی در خودروهای الکتریکی (EV) از قابلیت مگنتهای باند شده در شکلگیری اشکال پیچیده بهره میبرند، اتلاف انرژی را کاهش داده و چگالی گشتاور را بهبود میبخشند.
-
کوچکسازی ترانسمیسیون : با کوچکتر شدن اجزا توسط تولیدکنندگان خودروهای الکتریکی (EV)، قابلیت قالبگیری مگنتهای باند شده از ایجاد واحدهای سهگانه (موتور، اینورتر، کاهنده) حمایت میکند و با روند صنعت هماهنگ میشود.
-
بهینهسازی هزینه : روش تزریقی امکان تولید حجم بالا با حداقل ضایعات را فراهم میکند که عاملی کلیدی برای تولیدکنندگان (OEM) در کاهش هزینه تولید خودروهای الکتریکی (EV) است.
تجربه AIM Magnet در تولید ابزارآلات مغناطیسی - از جمله
قلاب های مغناطیسی و قطعات سفارشی - آنها را در موقعیتی قرار میدهد تا به زنجیره تأمین خودرو خدمت کنند.
درج تصویر: مگنت باند شده در یک موتور EV یا نمودار ترانسمیسیون.
فراتر از اجزای ترانسمیسیون، مگنتهای باند شده در موارد زیر مورد استقبال قرار گرفتهاند:
-
حسگرهای ADAS : کدکنندههای مغناطیسی و سنسورهای موقعیت در سیستمهای رانندگی خودمختار نیازمند آهنرباهای دقیق و کوچک هستند. مقاومت آهنرباهای باندشده در برابر دمغناطیس شدن، آنها را برای محیطهای سخت (مانند نوسانات دما) مناسب میکند.
-
سیستمهای داخلی : پنجرههای برقی، قفلهای درب و تنظیمکنندههای آینه با استفاده از آهنرباهای باندشده بهرهمند از عملکرد آرام و نگهداری کم هستند. تجربه AIM Magnet در الکترونیک مصرفی به این زیرسیستمهای خودرویی نیز منتقل میشود.
تولیدکنندگان برجسته خودرو با تولیدکنندگان آهنربا همکاری میکنند تا فناوری آهنرباهای باندشده را توسعه دهند و روی موارد زیر تمرکز کنند:
-
چسبهای مقاوم در برابر دمای بالا : توسعه مواد برای کاربردهای زیر درپوش موتور (مانند فنهای خنککننده موتور).
-
ادغام طراحی : طراحی مشترک مؤلفههای مغناطیسی با سیستمهای خودرو. خدمات OEM/ODM شرکت AIM Magnet – شامل طراحی مفهومی و ساخت نمونه اولیه – چنین همکاریهایی را پشتیبانی میکند.
آهنرباهای NdFeB، به ویژه انواع سینترشده، برای نیروی کوئرستیو و پایداری حرارتی به عناصر کمیاب سنگین (HREEs) مانند دیسپروزیوم (Dy) و تربیم (Tb) متکی هستند. با این حال، HREEs با نوسانات قیمت و ریسکهای زنجیره تأمین مواجه هستند و تا 30٪ از هزینه آهنرباهای سینترشده را تشکیل میدهند، که منجر به توسعه فناوریهایی برای کاهش مصرف HREE شده است.
انتشار مرز دانه یک تکنیک انقلابی است که امکان رسوب هدفمند HREE را در مرز دانههای آهنربا فراهم میکند و با کمترین مقدار HREE، نیروی کوئرستیو را حفظ میکند. این فرآیند شامل مراحل زیر است:
- رسوب یک لایه نازک HREE (برای مثال DyF3) روی سطح آهنرباهای سینترشده.
- انتشار اتمهای HREE به داخل مرز دانهها از طریق عملیات حرارتی، افزایش ناهمسانگی مغناطیسی بدون افزودن HREE به حجم اصلی
این روش مصرف HREE را 30 تا 70 درصد کاهش میدهد و هزینهها را پایین میآورد. استفاده شرکت AIM Magnet از تجهیزات پیشرفته مانند رباتهای بینایی و ماشینهای برش لیزری کانتور، اجرای GBD و دیگر نوآوریها را تسهیل کرده و محصولاتی با رقابتپذیری هزینهای را تضمین میکند. درج تصویر: شمای فرآیند GBD یا محصول آهنربای با HREE کاهشیافته
-
پوشش نازک فیلمی : پوششهای نئودیمیوم-روی (Nd-Zn) مقاومت به خوردگی را افزایش داده و عمر آهنربا را گسترش میدهند.
-
بهینهسازی ریزساختار : آهنرباهای نانوکامپوزیتی و ریزدانهها خواص را بدون استفاده از HREE بهبود میبخشند و این امر با رویکرد شرکت AIM Magnet بر توسعه تحقیقاتی و مواد انرژی جدید هماهنگ است.
-
کاربردهای حرفهای : صنایع هوافضا و دستگاههای پزشکی ممکن است همچنان به آهنرباهای متراکم غنی از HREE برای قابلیت اطمینان نیاز داشته باشند.
-
محصولات بازار گسترده : الکترونیک مصرفی و قطعات خودرو به طور فزایندهای از آهنرباهای کمتر دارای عنصرهای خاکی کمیاب (HREE) استفاده میکنند. دامنه محصولات AIM Magnet - از آهنرباهای سینتر شده درجه N52 تا راهکارهای باند شده - هر دو بخش را پوشش میدهد.
منابع عناصر خاکی کمیاب با چالشهای مهمی روبرو هستند:
-
تمرکز جغرافیایی : بیش از 90٪ از فرآوری عناصر خاکی کمیاب در چین انجام میشود، که منجر به ریسکهای ژئوپلیتیکی میشود.
-
نگرانیهای زیستمحیطی : استخراج سنتی مقدار قابل توجهی زباله تولید میکند و نیاز به جایگزینهای پایدار را ضروری میسازد.
-
اهداف اقتصاد دایرهوار : اقدامات جهانی تقاضا برای تولید آهنربای حلقهای بسته را افزایش میدهند.
بازپردازش مکانوشیمیایی، آهنرباهای NdFeB دوره عمر شده را از طریق موارد زیر بازیافت میکند:
-
خرد کردن و تصفیه : خرد کردن آهنرباهای استفاده شده و حذف آلایندهها.
-
درمان مکانوشیمیایی : آسیاب کردن با انرژی بالا و واکنشدهندهها ساختار را تجزیه کرده و عناصر کمیاب را از هم جدا میکنند.
-
سنتز مجدد : بازسازی پودر NdFeB از عناصر کمیاب بازیابی شده برای آهنرباهای جدید.
این روش به بازیابی بیش از 90% عناصر کمیاب دست مییابد و مصرف انرژی را تا 50% کاهش میدهد. گواهینامههای ROSH و REACH شرکت AIM Magnet نشاندهنده تعهد آن به فعالیتهای دوستدار محیط زیست است و این شرکت را در موقعیتی قرار میدهد تا از فناوریهای بازیافت استفاده کند. درج تصویر: فرآیند جریان بازپردازی مکانوشیمیایی یا محصول آهنربای بازیافت شده.
-
شبکههای بازیافت جهانی : شرکتهایی مانند AIM Magnet برای برقراری سیستمهای جمعآوری محصولات مغناطیسی فرسوده، شراکتهایی را بررسی میکنند.
-
تشویقهای سیاستی : دولتها مقرراتی (برای مثال: مسئولیت گسترده تولیدکننده) را به منظور ترویج بازیافت عناصر خاکی کمیاب وضع میکنند.
با پیشرفت فناوریهای بازیافت، آهنرباهای NdFeB بازیافتی:
-
در ابتدا وارد کاربردهای میانی خواهند شد : الکترونیک مصرفی و موتورهای صنعتی ممکن است در ابتدا از آهنرباهای بازیافتی استفاده کنند.
-
به ثبات قیمت کمک خواهند کرد : کاهش وابستگی به کانیهای خاکی کمیاب معدنی میتواند قیمتها را پایدار کند.
-
پایداری برند را افزایش دهید : مگنت AIM میتواند با استفاده از مواد بازیافتی، به مشتریان سبک زندگی سبز جذب کند.
