A szinterelt neodimium-vas-bór (NdFeB) mágnesesek jelenleg kb. 80%-os részesedéssel rendelkeznek a globális NdFeB mágnes piacon, amely dominanciájukat kiváló mágneses tulajdonságaiknak köszönhetik. Ezeket a mágnesekeket porfémtechnológiai eljárás során – darabosítás, sajtálás, szinterelés és megmunkálás – állítják elő, amelyek magas remanencia, koercitív erő és energiaszorzat jellemzik, így ideálissá téve őket olyan alkalmazásokra, ahol erős mágneses mezőkre van szükség. Például nagy teljesítményű motorokban, szélturbinákban és preciziós elektronikai eszközökben használt N52-es osztályú szinterelt NdFeB mágnesekek (mint például a
AIM mágnes ) nyújtotta kiemelkedő erőt, amelyeknél az energiaszorzat akár 52 MGOe-ig is elérhető.
Az AIM Magnet, 2006-ban alapított vezető gyártó vállalat, ezt a dominanciát szemlélteti éves 500 tonnás termelési kapacitásával, amelyet 300 fejlett gép támogat. A cég ISO, ROSH és REACH tanúsítványai alátámasztják az önállóan sinterelt mágnesek megbízhatóságát, amelyek piaci vezető pozíciót biztosítanak olyan iparágakban, amelyek magas teljesítményű megoldásokat igényelnek. Kép beszúrása: Sinterelt NdFeB mágnes gyártási folyamata vagy N52-es osztályú termékfelvétel.
Miközben a sinterelt mágnesek elterjedtek, a ragasztott NdFeB mágnesek a leggyorsabban növekvő szegmensként jelennek meg, amelyet különösen a tervezési rugalmasság és költséghatékonyság hajt. A ragasztott mágneseket NdFeB por keverése polimer kötőanyagokkal (például epoxigyanta, nylon) készítik, majd fröccsöntéssel vagy préseléssel formálják – lehetővé téve összetett geometriai formákat, vékonyfalú szerkezeteket és integrált funkciókat, amelyek megfelelnek az iparág egyre változóbb igényeinek.
A ragasztott mágnesek növekedésének kulcsfontosságú mozgatórugói:
-
Tervezési versenyképesség : Különleges alakzatokká is formázhatók, például mágneses komponensekké, amelyeket vezeték nélküli töltőmodulokban használnak (pl. MagSafe mágnesek) vagy apró érzékelőkként, amelyek összhangban vannak az AIM Magnet testre szabott mágneses megoldásainak portfóliójával .
-
Könnyűsúlyú jellemzők : Az elektronikai és automotív alkalmazásokban a kötött mágnesek akár 30-50%-os súlyelőnnyel rendelkeznek a keményített változatokkal szemben, támogatva a könnyűszerkezetes tervezési trendeket.
-
Kisebb termelési költségek : A formázási folyamat megszünteti az utólagos megmunkálást, csökkentve ezzel a gyártási időt és költségeket.
: Bár a kötött mágnesek gyengébb mágneses teljesítménnyel bírnak (a mágneses energia általában 8-15 MGOe), alkalmazhatóságuknak köszönhetően a 2030-ig várható éves növekedési ütem (CAGR) 7-9% között mozog. Kép beszúrása: Kötött mágnes injektáló formázási folyamat vagy termékalkalmazás fogyasztóelektronikában.
A piac kettős jellege a teljesítmény és a rugalmasság közötti egyensúlyt tükrözi. A sinterelt mágnesek megőrzik erős pozíciójukat a nagy teljesítményű alkalmazásokban (pl. ipari motorok, orvosi MRI készülékek), míg a ragasztott mágnesek elterjednek a fogyasztási cikkek, autóipari érzékelők és miniatürizált eszközök területén. Az AIM Magnet egykapus megoldásának modellje – amely mind szabványos, mind testre szabott termékeket kínál
neodymium mágnesek – rávilágít arra, hogyan használják az előállítók mindkét technológiát a sokrétű igények kielégítésére.
Az autóipar gyors elektrifikációja kulcsfontosságú tényezője a ragasztott NdFeB mágnesek növekedésének, amelyre 9,2%-os összetett éves növekedési rátát (CAGR) prognosztizálnak 2024 és 2030 között. Az elektromos járművek (EV-k) könnyűsúlyú, hatékony mágneses alkatrészeket igényelnek motorokhoz, inverterekhez és érzékelőkhöz – olyan alkalmazásokhoz, ahol a ragasztott mágnesek kiemelkedőek.
-
Elektromos járműmotorok : A ragasztott mágnesek lehetővé teszik a kompakt, magas hatásfokú motorok integrált kialakítását. Például az EV-k csapágyazó állórész motorjaiban a ragasztott mágnesek összetett alakzatok kialakításának képessége csökkenti az energiaveszteséget és javítja a nyomaték-sűrűséget.
-
Hajtásrendszer miniaturizálása : Mivel az EV gyártók csökkentik az alkatrészek méretét, a ragasztott mágnesek formázhatósága támogatja az „3 az 1-ben” elektromos hajtásegységeket (motor, inverter, reduktor), így összhangban maradva az iparági trendekkel.
-
Költségoptimalizálás : Az injektálásos formázás lehetővé teszi a nagy mennyiségű termelést minimális hulladékkal, ami kritikus tényező az OEM-ek számára az EV gyártási költségek csökkentéséhez.
: Az AIM Magnet szakértelme a mágneses szerszámgyártásban – beleértve
mágneses horgaszók és egyedi alkatrészeket – pozicionálja a vállalatot az autóipari ellátási láncok kiszolgálására.
Kép beszúrása: Ragasztott mágnes egy EV motorban vagy hajtásrendszeri ábrán.
A hajtásrendszer-alkatrészeken túlmenően a ragasztott mágnesek terjednek a következőkben:
-
ADAS szenzorok : Az autonóm vezetési rendszerekben használt mágneses enkóderek és pozícióérzékelők pontos, kompakt mágneseket igényelnek. A kötött mágnesek ellenállnak a demagnetizációnak szigorú környezeti körülmények között (pl. hőmérsékletingadozások).
-
Belső tér Rendszerek : Az ablakemelők, ajtózárak és tükörállítók csendes működésüket és alacsony karbantartási igényüket köszönhetik a kötött mágneseknek. Az AIM Magnet fogyasztási cikkek terén szerzett tapasztalata átvihető ezekre az automotív részrendszerekre.
Vezető automotív gyártók mágnesgyártókkal együtt dolgozva fejlesztik a kötött mágnes technológiát, különös tekintettel a következőkre:
-
Magas hőmérsékletű kötőanyagok : Alkalmazásokhoz fejlesztik anyagokat a motorháztető alatt (pl. motorhűtő ventillátorok).
-
Tervezési integráció : Mágneses komponensek közös tervezése a járművek rendszereivel. Az AIM Magnet OEM/ODM szolgáltatásai – beleértve a koncepciótervezést és prototípuskészítést – támogatják ezeket az együttműködéseket.
Az NdFeB-mágnesek, különösen a sinterelt változatok, a koercitivitás és a hőmérsékleti stabilitás érdekében ritkaföldfémekre (HREE) mint például dysprosium (Dy) és terbium (Tb) támaszkodnak. Ugyanakkor a HREE-k ármozgása és ellátási láncbeli kockázatai jelentősek, akár a sinterelt mágnesek költségeinek 30%-át is kitehetik – ezért technológiák fejlesztése folyik a HREE-felhasználás csökkentésére.
A szemcséközti diffúzió forradalmi technológia, amely célzott HREE-depozíciót tesz lehetővé a mágnes szemcséinél, minimalizálva a HREE-tartalmat miközben megőrzi a koercitivitást. A folyamat a következő lépéseket tartalmazza:
- Vékony HREE-réteg (pl. DyF3) felhordása a sinterelt mágnesek felületére.
- A HREE-atomok bejuttatása a szemcséközi rétegbe hőkezeléssel, így növelve a mágneses anizotrópiát a HREE nagy mennyiségű alkalmazása nélkül.
Ez a módszer 30-70%-kal csökkenti az HREE-felhasználást, így csökkentve a költségeket. Az AIM Magnet új generációs berendezések – például látásvezérelt robotok és lézeres kontúrvágó gépek – alkalmazásának elfogadása lehetővé teszi a GBD és más innovációk megvalósítását, biztosítva költség-hatékony termékeket. Kép beszúrása: GBD folyamati ábra vagy HREE-csökkentett mágnes termék.
-
Vékonyréteg-bevonat : A neodímium-cink (Nd-Zn) bevonatok javítják a korrózióállóságot, meghosszabbítva a mágnes élettartamát.
-
Mikroszerkezet-optimalizálás : A nano-kompozit mágnesek és a szemcseméret-finomítás növelik a tulajdonságokat HREE-k nélkül, összhangban az AIM Magnet kutatási-fejlesztési és új energiamaterial irányuló törekvéseivel.
-
Magas szintű alkalmazások : A repülőgépipar és az orvostechnikai eszközök továbbra is HREE-gazdag sinterelt mágneseket igényelhetnek a megbízhatóság érdekében.
-
Tömegtermékek : A fogyasztási cikkek és az autóipari alkatrészek egyre inkább HREE-csökkentett mágneseket alkalmaznak. Az AIM Magnet termékskálája – N52-es sinterolt minőségtől a kötött megoldásokig – mindkét szegmensben alkalmazható.
Az ritkaföldfém-erőforrások kritikus kihívásokkal néznek szembe:
-
Földrajzi koncentráció : Az ritkaföldfém-feldolgozás túl 90%-a Kínában történik, ami geopolitikai kockázatokat eredményez.
-
Környezeti tényezők : A hagyományos bányászat jelentős hulladékot generál, így fenntartható alternatívák iránti igényt serkent.
-
Kör economy célok : A globális kezdeményezések elősegítik a zárt ciklusú mágnesgyártás iránti keresletet.
A mechanochemikai újrafeldolgozás az elhasznált NdFeB mágneseket a következő módon dolgozza fel:
-
Összetörés és Tisztítás : Az elhasznált mágnesek aprítása és szennyezőanyagok eltávolítása.
-
Mechanochemikai Kezelés : Nagyenergiájú golyósmalom és reagens segítségével bontják le a szerkezetet, így választva szét a ritkaföldfémeket.
-
Újraszintézis : A visszanyert ritkaföldfémekből NdFeB por állít elő, amely új mágnesek gyártásához használható.
Ez a módszer 90%-os vagy annál nagyobb ritkaföldfém-visszanyerést ér el, és csökkenti az energiafogyasztást 50%-kal. Az AIM Magnet ROSH és REACH tanúsítványai igazolják környezetbarát gyakorlatok iránti elkötelezettségét, és lehetővé teszik a cég számára a recikláló technológiák alkalmazását. Kép beszúrása: Mechanochemikai reciklálási folyamata vagy újrahasznosított mágnes termék.
-
Globális újrahasznosítási hálózatok : Az AIM Magnet nevű vállalat például partnerekkel való együttműködést vizsgál az élettartamuk végén lévő mágneses termékek gyűjtésére.
-
Politikai ösztönzők : A kormányok szabályozásokat (pl. kiterjesztett gyártói felelősség) hajtanak végre a ritkaföldfém-újrahasznosítás előmozgatásához.
Az újrahasznosítási technológiák fejlődésével az újrahasznosított NdFeB mágnesek:
-
Először a középkategóriás alkalmazásokba hatolnak be : A fogyasztói elektronika és az ipari motorok először az újrahasznosított mágneseket fogadják majd el.
-
Ár-stabilitást biztosítanak : A bányászott ritkaföldfémekre való csökkentett támaszkodás árbeállítást segíthet.
-
Márka fenntarthatóságának fokozása : Az AIM Magnet újrahasznosított anyagokra építve szólhat az öko-tudatos vásárlókhoz.
