Material-Technologie

Gesinterte Magnete im Metall­pulver­spritzguss

MIMplus Technologies hat die Herstellung von Seltenerdmagneten durch Metallpulverspritzguss industriell umgesetzt und patentiert.

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Führende Magnetanwendungen erfordern immer komplexere, kleinere und leistungsfähigere Dauermagnete aus seltenen Erden.
Herkömmliche Produktionstechnologien sind nicht in der Lage, die künftigen Anforderungen von High-End-Anwendungen zu erfüllen.

Technologie

Magnete im Metall­pulver­spritzguss

Die Herstellung von Seltenerdmagneten im Metallpulverspritzgussverfahren verbindet die Vorteile etablierter Herstellungsverfahren wie Presssintern oder Polymerspritzguss.

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Metal Injection Molding

Vorteile - Beispiel

Designfreiheit

Komplexe Magnetgeometrien optimal an die Anwendung angepasst

Miniaturisierung

Kleinste Magnete mit hoher Leistung für Anwendungen mit begrenztem Bauraum

Anwendungsspezifische Felder

Feldausrichtung im Spritzgießprozess für variable, anwendungsspezifische Magnetfeldgeometrien

Kühlungsstrukturen

Kühlstrukturen, die eine Überhitzung der Magnete bei High-End-Anwendungen verhindern

Hohe Leistungsdichte

Hohe Leistungsdichte, vergleichbar mit pressgesinterten Magneten

Montage- oder Klebestrukturen

Montage- oder Klebehilfen für eine vereinfachte Handhabung bei Produktion und Recycling

Metal Injection Molding

Vorteile - Beispiel

1. Designfreiheit
Komplexe Magnetgeometrien optimal an die Anwendung angepasst
2. Miniaturisierung
Komplexe Magnetgeometrien optimal an die Anwendung angepasst
3. Anwendungsspezifische Felder
Feldausrichtung im Spritzgießprozess für variable, anwendungsspezifische Magnetfeldgeometrien
4. Kühlungsstrukturen
Feldausrichtung im Spritzgießprozess für variable, anwendungsspezifische Magnetfeldgeometrien
5. Hohe Leistungsdichte
Hohe Leistungsdichte, vergleichbar mit pressgesinterten Magneten
6. Montage- oder Klebestrukturen
Hohe Leistungsdichte, vergleichbar mit pressgesinterten Magneten

MIM Magnete

Key Facts

Unsere Seltenerdmagnete eröffnen neue Möglichkeiten für zukünftige Anwendungen. Die Technologie ermöglicht anwendungsspezifische Magnetfelder in Kombination mit Magnetgeometrien, die bisher nicht möglich oder wirtschaftlich nicht vertretbar waren.

bis zu 2x

höheres Energieprodukt im Vergleich zu isotropen polymergebundenen Magneten

bis zu 100 %

Vermeidung von kritischen schweren Seltenen Erden durch komplexe Magnetkonstruktionen

bis zu 50 %

niedrigere Herstellungskosten für Halbach-Arrays oder vergleichbare Magnetsysteme

bis zu 50 %

kleinere Baugruppen durch Freiform-Magnete im Vergleich zum Presssintern

Teile und Baugruppen

Anwendungs­beispiele

Spiralförmige Motoreinheit
Mehrpoliger Sensormagnet
Lautsprechermagnet
Clip-Magnet-Baugruppe

Seltenerdmagnete

Das Verfahren

Rohmaterial
Es können sowohl Schrottmagnete aus verschiedenen Quellen als auch neues Material verwendet werden.
Herstellung von Pulvern
Durch Wasserstoffversprödung und Mahlung entsteht aus dem Rohmaterial feines NdFeB-Pulver.
Compoundierung
Vermischung des Metallpulvers mit Bindern, um einen Feedstock herzustellen.
Spritzgießen
Spritzgießen des Feedstocks in ein Magnetfeld, um die magnetische Vorzugsrichtung einzustellen
Entbindern
In der Entbinderungsphase wird das Bindemittel entfernt.
Sintern
Sintern auf eine Dichte >7,5 g/cm³. Anschließend können die Magnete aufmagnetisiert werden.

Technologie

Magnete in MIM

Clip-Magnet
Halbach-Array
Verlustoptimierter Magnet

MIM Magnete

Unsere Materialien

NdFeB

  • Stärkste Magnete mit höchstem Energieprodukt
  • Breite Palette von Anwendungen
  • Produktion aus recyceltem Material möglich

CeFeB

  • Unkritische, leicht verfügbare Rohstoffe
  • Gute magnetische Eigenschaften mit hoher Remanenz
  • Herstellung aus recyceltem Material möglich

SmCo

  • Hohe Temperaturbeständigkeit bis zu 300°C
  • Sehr gute Korrosionsbeständigkeit
Nachhaltigkeit
Seltene Erden sind unverzichtbar, aber ihre Gewinnung ist mit hohen Umweltkosten verbunden.

Google Earth - Bayan-Obo Mine, China

Nachhaltigkeit

Recycelte Magnete vs. Magnete aus neuem Material

Die Herstellung neuer Magnete aus recyceltem Material verbessert die Umweltbilanz von Neodym-Magneten erheblich.

Fallstudie Nachhaltigkeit

-55%

Globale Erwärmung

-50%

Ökotoxizität

-70%

Smog


-50%

weniger krebserregende Stoffe

Souveränität von Deutschland und Europa

Europas Abhängigkeit wächst mit steigender Nachfrage

Einige wenige Länder kontrollieren nicht nur die Ausfuhr von Seltenen Erden oder Seltenerdmagneten, sondern auch die für den Abbau oder die Verarbeitung von Seltenen Erden erforderliche Technologie. In der Europäischen Union sind derzeit 200 kt* an NdFeB-Magneten im Umlauf. Das Recycling dieser Magnete am Ende ihres Lebenszyklus kann die Abhängigkeit Europas verringern.

*https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0959652623004109?via%3Dihub

Herstellung von Dauermagneten

Carrara et al. 2020

Bergbau von Seltenen Erden

Adamas Intelligence Research, Rare Earth Elements, Q2 2019

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Rémy Bernhardt
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