PL242955B1 - Sposób wytwarzania kompozytowego materiału termoplastycznego o właściwościach magnetycznie miękkich przeznaczonego do druku 3D - Google Patents
Sposób wytwarzania kompozytowego materiału termoplastycznego o właściwościach magnetycznie miękkich przeznaczonego do druku 3D Download PDFInfo
- Publication number
- PL242955B1 PL242955B1 PL434927A PL43492720A PL242955B1 PL 242955 B1 PL242955 B1 PL 242955B1 PL 434927 A PL434927 A PL 434927A PL 43492720 A PL43492720 A PL 43492720A PL 242955 B1 PL242955 B1 PL 242955B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- soft magnetic
- printing
- thermoplastic material
- powder
- composite thermoplastic
- Prior art date
Links
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 title claims abstract description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 17
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000006247 magnetic powder Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 description 5
- 239000004676 acrylonitrile butadiene styrene Substances 0.000 description 5
- XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N acrylonitrile butadiene styrene Chemical compound C=CC=C.C=CC#N.C=CC1=CC=CC=C1 XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 3
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 3
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 3
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000002707 nanocrystalline material Substances 0.000 description 2
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011276 addition treatment Methods 0.000 description 1
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 238000002074 melt spinning Methods 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000007709 nanocrystallization Methods 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
Abstract
Sposób wytwarzania kompozytowego materiału termoplastycznego o właściwościach magnetycznie miękkich przeznaczonego do druku 3D FDM wytworzonego z rozpuszczonego w acetonie w temperaturze od 20°C do 58°C polimeru ABS i proszku o rozmiarze cząstek do 100 μm, o właściwościach magnetycznie miękkich, w proporcji do 90% wagowych proszku materiału magnetycznie miękkiego w kompozycie w postaci stałej polimer-proszek magnetycznie miękki, charakteryzuje się tym, że proszek magnetycznie miękki stanowi Fe79,8Co2Mo0,2Si4B14 [%at.].
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania kompozytowego materiału termoplastycznego o właściwościach magnetycznie miękkich przeznaczonego do druku 3D.
Polimery termoplastyczne wykorzystywane są na szeroką skalę w technikach druku 3D FDM (z ang. Fused Deposition Modeling) [Patent: US5121329A: „Apparatus and method for creating threedimensional objects”] jako materiał wsadowy. Ich postać to najczęściej drut o przekroju kołowym, wytworzona w procesie wytłaczania z uplastycznionego pod wpływem temperatury materiału pod dużym ciśnieniem. Do najbardziej popularnych materiałów termoplastycznym można zaliczyć polilaktyd (PLA) i terpolimer akrylonitrylo-butadieno-styrenowy (ABS).
Materiały magnetycznie miękkie są wykorzystywane w szeroko pojętej elektronice i energoelektronice. Z materiałów tych skonstruowane są elementy bierne układów przekształcających energię elektryczną. Rozwój nauki oraz techniki doprowadził do rozpoczęcia stosowania metalicznych materiałów amorficznych oraz nanokrystalicznych wytwarzanych w postaci cienkich (15-25 μm) taśm, które cechują się lepszymi parametrami (w szczególności wysoką wartością indukcji nasycenia powyżej 1,5 T) użytkowymi niż klasyczne materiały stosowane w tej dziedzinie techniki [Radoń, A., Babilas, R., Włodarczyk, P., Zackiewicz, P., Łukowiec, D., Polak, M., ... & Hawełek, Ł. (2020). Influence of copper addition and heat treatment parameters on nanocrystallization process of Fe-Co-Mo-B-Si amorphous ribbons with high saturation magnetization about 1.6 T. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 496, 165951].
Postać nowoczesnych materiałów magnetycznie miękkich stwarza ograniczenia nadawania wytwarzanym elementom biernym dla elektroniki i energoelektroniki dowolnego kształtu, co utrudnia lub uniemożliwia ich zastosowanie w nowoczesnych układach przekształcających energię elektryczną.
Rozwiązaniem tego problemu jest nadanie właściwości magnetycznie miękkich cechujących materiały amorficzne i nanokrystaliczne materiałowi termoplastycznemu w postaci drutu, który stosowany jest w druku 3D FDM. Materiał taki mógłby posłużyć do wytworzenia elementów o dowolnym kształcie poprzez zastosowanie technik druku 3D FDM [Dudek, P. F. D. M. (2013). FDM 3D printing technology in manufacturing composite elements. Archives of metallurgy and materials, 58(4), 1415-1418].
Cel ten osiągnięto poprzez stworzenie na drodze ekstruzji kompozytowego materiału termoplastycznego na bazie terpolimeru akrylonitrylo-butadieno-styrenowego i sproszkowanego za pomocą wysokoenergetycznego mielenia lub atomizacji materiału magnetycznie miękkiego oraz opracowania sposobu jego wytwarzania w postaci umożliwiającej zastosowanie go w technice druku 3D FDM.
Istotą wynalazku jest sposób wytwarzania kompozytowego materiału termoplastycznego o właściwościach magnetycznie miękkich przeznaczonego do druku 3D FDM wytworzonego z rozpuszczonego w acetonie w temperaturze od 20°C do 58°C, polimeru ABS i proszku o rozmiarze cząstek do 100 μm, o właściwościach magnetycznie miękkich, w proporcji do 90% wagowych proszku materiału magnetycznie miękkiego w kompozycie w postaci stałej polimer-proszek magnetycznie miękki, charakteryzujący się tym, że proszek magnetycznie miękki stanowi Fe79,8Co2Mo0,2Si4B14 [% at.].
Wynalazek ilustruje poniższy przykład wykonania, niestanowiący jego ograniczenia:
1. Polimer termoplastyczny ABS poddaje się procesowi rozpuszczania:
a) do acetonu w ilości 150 ml znajdującego się w zlewce o pojemności 250 ml dodano 25 gramów polimeru ABS,
b) proces rozpuszczania prowadzono za pomocą mieszadła magnetycznego: czas mieszania wynosił 8 godzin, obroty mieszadła wynosiły 300 obr./min, temperatura mieszaniny wynosiła 30°C.
2. Wytworzono proszek magnetycznie miękki o składzie chemicznym: Fe79,8Co2Mo0,2Si4B14 [% at.]:
a) taśmę wytworzoną za pomocą metody melt-spinnig o składzie chemicznym Fe79,8Co2Mo0,2Si4B14 [% at.] poddano obróbce cieplnej w temperaturze 385°C w czasie 20 min,
b) taśmę zmielono za pomocą wysokoenergetycznego mielenia w młynie kulowym, c) proszek poddano procesowi przesiewania tak aby uzyskać frakcję o rozmiarze cząstek proszku od 20 μm do 50 μm.
3. Rozpuszczony polimer wg pkt 1 połączono z wytworzonym proszkiem wg pkt 2:
a) do zlewki z rozpuszczonym polimerem dodano wytworzony proszek w ilości 25 gramów i mieszano za pomocą mieszadła mechanicznego: czas mieszania wynosił 3 godziny, obroty mieszadła wynosiły 600 obr./min, temperatura mieszaniny wynosiła 55°C
4. Wytworzenie kompozytu w postaci drutu przeznaczonego do druku 3D:
a) mieszaninę wytworzoną wg pkt 3 podgrzano do temperatury 60°C w piecu w celu odparowania z niej acetonu: czas procesu wynosił 12 godzin,
b) mieszaninę polimeru termoplastycznego ABS z proszkiem, uzyskaną wg pkt 4a, w postaci stałej rozdrobniono mechanicznie do postaci granulatu o rozmiarze od 3 mm do 5 mm,
c) granulat poddano procesowi ekstruzji do postaci drutu o średnicy 1,75 mm; temperatura procesu wynosiła 270°C w komorze plastyfikacji granulatu, prędkość wytłaczania drutu wynosiła 8 mm/s.
Claims (1)
1. Sposób wytwarzania kompozytowego materiału termoplastycznego o właściwościach magnetycznie miękkich przeznaczonego do druku 3D FDM, wytworzonego z rozpuszczonego w acetonie w temperaturze od 20°C do 58°C, polimeru ABS i proszku o rozmiarze cząstek do 100 μm o właściwościach magnetycznie miękkich, w proporcji do 90% wagowych proszku materiału magnetycznie miękkiego w kompozycie w postaci stałej polimer-proszek magnetycznie miękki, znamienny tym, że proszek magnetycznie miękki stanowi Fe79,8Co2Mo0,2Si4B14 [% at.].
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL434927A PL242955B1 (pl) | 2020-08-06 | 2020-08-06 | Sposób wytwarzania kompozytowego materiału termoplastycznego o właściwościach magnetycznie miękkich przeznaczonego do druku 3D |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL434927A PL242955B1 (pl) | 2020-08-06 | 2020-08-06 | Sposób wytwarzania kompozytowego materiału termoplastycznego o właściwościach magnetycznie miękkich przeznaczonego do druku 3D |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL434927A1 PL434927A1 (pl) | 2022-02-07 |
| PL242955B1 true PL242955B1 (pl) | 2023-05-22 |
Family
ID=80111660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL434927A PL242955B1 (pl) | 2020-08-06 | 2020-08-06 | Sposób wytwarzania kompozytowego materiału termoplastycznego o właściwościach magnetycznie miękkich przeznaczonego do druku 3D |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL242955B1 (pl) |
-
2020
- 2020-08-06 PL PL434927A patent/PL242955B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL434927A1 (pl) | 2022-02-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ramesan et al. | Influence of magnetite nanoparticles on electrical, magnetic and thermal properties of chitin/cashew gum biopolymer nanocomposites | |
| Huber et al. | Polymer-bonded anisotropic SrFe12O19 filaments for fused filament fabrication | |
| Essabir et al. | Morphological, thermal, mechanical, electrical and magnetic properties of ABS/PA6/SBR blends with Fe3O4 nano-particles | |
| Wang et al. | Preparation and radiation shielding properties of Gd2O3/PEEK composites | |
| PL242955B1 (pl) | Sposób wytwarzania kompozytowego materiału termoplastycznego o właściwościach magnetycznie miękkich przeznaczonego do druku 3D | |
| JP2020205455A (ja) | ボンド磁石およびボンド磁石用コンパウンドの製造方法 | |
| Gandha et al. | 3D printing of anisotropic Sm–Fe–N nylon bonded permanent magnets | |
| Miekos et al. | Zieli nski, M | |
| Xu et al. | Effect of size distribution on magnetic properties in cobalt nanowires | |
| Rahman et al. | Interplay between thermal and magnetic properties of polymer nanocomposites with superparamagnetic Fe3O4 nanoparticles | |
| Coşkun et al. | Shape Memory Materials Based on a NiMnSb Alloy and Polylactic Acid/Polyhydroxyalkanoate: Evaluation of The Chemical And Physical Properties | |
| JP2020072245A (ja) | ボンド磁石およびボンド磁石用コンパウンドの製造方法 | |
| Tsurin et al. | A Mössbauer study of the structural characteristics of equiatomic FePd and FePt alloys | |
| Lee et al. | EMI shielding and mechanical properties of polycarbonate nanocomposites containing CNT composite powder | |
| Zhou et al. | Facile synthesis of electromagnetic Ni@ glass fiber composites via electroless deposition method | |
| Moeen et al. | Synthesis and rheological properties of nickel‐zinc ferrite polymer nanocomposites | |
| Rao et al. | Effect of high aspect ratio flaky aluminum on mechanical properties of e poxy‐based particulate composites | |
| PL249243B1 (pl) | Sposób wytwarzania materiału kompozytowego termoplastycznego wykazującego magnetyczny efekt pamięci kształtu przeznaczonego do druku 3D | |
| Ding et al. | Exploring magnetic polylactic acid composites using combined sol-gel and co-blending methods for developing 3D printing filament | |
| Nik Nur Azza et al. | Analysis of Ground Dolomite: Effect of Grinding Time on the Production of Submicron Particles | |
| CN100516136C (zh) | 聚酯/石墨纳米导电复合材料及其制备方法 | |
| Mazuera et al. | Synthesis, characterization and thermal analysis of polyimide–cobalt ferrite nanocomposites | |
| CN113528089B (zh) | 基于磁性微颗粒的磁性吸能材料及其制备方法 | |
| Lipchansky et al. | Thermooxidative degradation of composites based on epoxy resin and metal nanopowders | |
| Gonzalez et al. | Magnetic Properties Evaluation of Polyamide 4.6 Bonded Magnetic Composite |