RussiaPost.su Глобальная политика
Технологии настоящего стремительно сменяют друг друга во всех сферах деятельности. Не стал исключением и рынок мощных постоянных магнитов, применяемых в качестве автономных источников магнитного поля. Он претерпевает глобальные изменения прямо сейчас. Мир находится в начале пути к промышленной 3D-печати таких изделий, а работа российских ученых уже стала настолько сенсационной, что в перспективе 5–10 лет может выбить почву из-под КНР, де-факто являющейся монополистом на этом рынке. Ведь без таких магнитов в принципе невозможна современная промышленность.
Инновационная идея
Главная загвоздка в производстве магнитов сложной формы — это многообразие технологических операций (выплавка, дробление, прессование, спекание и т. д.), которое сильно усложняет процесс, а следовательно — скорость и стоимость изготовления. Ученое сообщество давно ищет способ исключить некоторые этапы, дабы облегчить производство. Одним из самых перспективных направлений в этой области является использование аддитивной печати.
Совместные усилия специалистов из НИТУ «МИСиС» и ученых Института физики металлов (ИФМ), а также Уральского федерального университета (УрФУ) привели к созданию принципиально новой технологии печати из магнитотвёрдых материалов на 3D-принтере. Она дает возможность производства различных, даже самых сложных форм, с изначально заданными свойствами. Этот революционный метод можно использовать в производстве чего угодно — от фена и миксера до высокоточной «умной» электроники. Он предполагает использование определенной смеси доступных металлов.
«Это порошок с частицами сферической формы на основе неодима, железа и бора с незначительным содержанием празеодима, кобальта, титана и циркония»… «при печати на стальной подложке мощность лазера 150–200 Вт и скорость сканирования 300–700 мм/с обеспечивают оптимальные условия производства магнита с минимальным количеством дефектов структуры», — поясняется в пресс-релизе НИТУ «МИСиС».
В 2020 году способ впервые был испытан на практике, специалисты синтезировали постоянные магниты с высокой коэрцитивной силой, не используя тяжелые редкоземы. При этом была достигнута главная цель — время производства сократилось почти в 4 раза!
А что же это значит в глобальном экономическом вопросе?
Производство и мировое значение
«3D-печать магнитов — совершенно новая область не только в нашей стране, но и в мире. В настоящее время научные коллективы, которые умеют печатать магниты, можно пересчитать по пальцам. Мы успешно движемся вперед, к разработке новых импортозамещающих технологий 3D-печати практически любого металломатричного мультиматериала, который можно изготовить в виде порошка и который имеет температуру плавления до 3500 °C», — рассказал руководитель лаборатории «Катализ углеводородов» НИТУ «МИСиС» Александр Громов.
Сейчас Китай — единственное государство в мире, где сосредоточен такой огромный процент производства в этой сфере. Так вышло из-за просчета западных финансовых аналитиков. Ведь когда-то они, проанализировав издержки, приняли решение разрабатывать и искать месторождения там, где находится производство. Это сделало Поднебесную обладателем уникальной базы разведанных запасов редкоземов.
А потом не успел гегемон моргнуть, как ситуация сложилась далеко не в его пользу, ведь восстановить такое производство у себя они уже не могут. И на это есть две причины. Первая — отсутствие информации о месторождениях, а вторая, и собственно, основная — недостаточная компетенция. Да-да! Как бы это ни было странно, но Запад напрочь разучился делать такие магниты. Как было в известной сказке Павла Бажова: «Не выходит каменный цветок», как бы они ни старались. И тут, на коне, размахивая шашкой научных достижений, врывается Россия.
А отрасль действительно является «сладеньким кусочком» еще и потому, что эти разработки используются в двигателях, и от их мощности и размера зависят многие параметры, в том числе сам КПД. И если такой двигатель хотя бы на 5–8% будет уступать конкуренту, то его использование просто нецелесообразно. Ведь по принципу математической прогрессии вся промышленность, построенная вокруг такого двигателя, будет уступать конкурирующий на те же 5–8%. А это просто недопустимо.
Несмотря на то что высокоразвитых технологий по производству таких магнитов в России нет, страна всё равно активно двигается в этом направлении. Потому что есть квалифицированные учёные, умы которых не перестают генерировать идеи.
«Мы предложили модель изменения параметров материала вблизи контакта зерен, которая прекрасно описывает экспериментально наблюдаемые свойства. Исследования по схожей тематике время от времени появляются, однако нам первым удалось описать экспериментально наблюдаемые свойства при использовании физически обоснованных подходов», — рассказал доцент кафедры магнетизма и магнитных наноматериалов УрФУ Алексей Волегов.
К тому же в отличие от Америки, отечественная система образования не скована параличом, что способствует развитию перспективных отраслей производства, например, таких как 3D-принтеры. И тут вдруг оказывается, что их можно адаптировать под производство тех самых магнитов. Шах и мат, виртуозный!
SFERA
https://dzen.ru
