PL245559B1 - Kompozyt o właściwościach magnetycznie miękkich do druku 3D - Google Patents
Kompozyt o właściwościach magnetycznie miękkich do druku 3D Download PDFInfo
- Publication number
- PL245559B1 PL245559B1 PL437350A PL43735021A PL245559B1 PL 245559 B1 PL245559 B1 PL 245559B1 PL 437350 A PL437350 A PL 437350A PL 43735021 A PL43735021 A PL 43735021A PL 245559 B1 PL245559 B1 PL 245559B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- composite
- sub
- printing
- soft magnetic
- powder
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 8
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims abstract description 6
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N chloroform Substances ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 description 6
- DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N but-3-enoic acid;ethene Chemical compound C=C.OC(=O)CC=C DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 3
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 3
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 3
- 239000004433 Thermoplastic polyurethane Substances 0.000 description 2
- 229920002877 acrylic styrene acrylonitrile Polymers 0.000 description 2
- 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 2
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 description 2
- 239000004676 acrylonitrile butadiene styrene Substances 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 239000006247 magnetic powder Substances 0.000 description 2
- 238000002074 melt spinning Methods 0.000 description 2
- 239000005300 metallic glass Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 description 2
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009646 cryomilling Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 229920001038 ethylene copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000009689 gas atomisation Methods 0.000 description 1
- 238000010316 high energy milling Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- QMRNDFMLWNAFQR-UHFFFAOYSA-N prop-2-enenitrile;prop-2-enoic acid;styrene Chemical compound C=CC#N.OC(=O)C=C.C=CC1=CC=CC=C1 QMRNDFMLWNAFQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006100 radiation absorber Substances 0.000 description 1
- 229920006126 semicrystalline polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 229920002725 thermoplastic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000009692 water atomization Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest kompozyt o właściwościach magnetycznie miękkich do druku 3D FDM zawierający elastomer i proszek o właściwościach magnetycznie miękkich, charakteryzujący się tym, że proszek stanowi Fe<sub>80.3</sub>Co<sub>5</sub>Cu<sub>0.7</sub>B<sub>14</sub> [% at.] w ilości do 90% składu oraz elastomer w postaci rozpuszczonego kopolimeru etylenu i octanu winylu.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest kompozyt magnetycznie miękki o osnowie elastomeru przeznaczony do druku 3D.
FDM (z ang. Fused Deposition Modeling) jest jedną z najbardziej rozpowszechnionych technik druku 3D. Technika ta pozwala na przyrostowe wytwarzanie elementów trójwymiarowych, jednakże rodzaj materiału wsadowego użytego do tego procesu (polimery, kopolimery lub kompozyty na ich osnowie) musi spełniać odpowiednie wymagania takie, jak: odpowiednia temperatura topnienia, wymiary geometryczne wsadu (najczęściej to tzw. filament-drut o przekroju kołowym wytwarzany w procesie wytłaczania pod dużym ciśnieniem uplastycznionego temperaturowo materiału) i inne [Carneiro O. S., Silva, A. F., & Gomes, R. (2015). Fused deposition modeling with polypropylene. Materials & Design, 83, 768-776.]. Wśród najbardziej popularnych polimerów wykorzystywanych do produkcji filamentów FDM 3D są: ABS (acrylonitrile butadiene styrene), PLA (polylactic acid), Nylon/PA (polyamide), ASA (acrylonitrile styrene acrylate), PET (polyethylene terephthalate) czy PC (polycarbonate). W nowej generacji filamentów stosowane są termoplastyczne elastomery charakteryzujące się wysoką plastycznością, takie jak na przykład TPU (thermoplastic polyurethane) [P.436317].
Skład materiałów kompozytowych filamentów dobierany jest zgodnie z jego finalnym zastosowaniem. Wypełnienie kompozytu nadaje dodatkowe cechy funkcjonalne materiału i ma najczęściej na celu podniesienie jego właściwości: mechanicznych, optyczn ych, elektrycznych, biologicznych bądź/i magnetycznych. Wypełnieniem mogą być włókna, cząstki, proszki sferyczne, proszki niesferyczne, itd. Wśród magnetycznych wypełnień materiałów kompozytowych, ze względu na możliwość ich zastosowania w elementach i podzespołach układów przekształcania energii elektrycznej, na szczególne zainteresowanie zasługują wysokoindukcyjne proszki magnetycznie miękkie (stopy na bazie Fe, Co i Ni).
Proszki te wytwarzane są poprzez proces atomizacji gazowej bądź wodnej, a także popr zez wysokoenergetyczne mielenie bądź kriomielenie szkieł metalicznych stopów na bazie Fe, Co i Ni. Metoda odlewania ciekłego stopu na wirujący bęben (tzw. metoda melt-spinning) jest najpopularniejszą metodą wytwarzania szkieł metalicznych w postaci cienkich taśm o grubości mikrometrycznej. Taśmy te po odpowiednim uformowaniu rdzenia i zastosowaniu odpowiedniej obróbki stanowią gotowe elementy bierne do zastosowań w elektronice i energoelektronice [P.395893, EP10005874], Zamiast bezpośredniego wykorzystania tego materiału możliwe jest po zastosowaniu mielenia i dalej odsiewania wytworzenie proszków magnetycznie miękkich o odpowiedniej frakcji, co umożliwia jego zastosowanie na rdzenie z rozproszoną szczeliną czy wypełnienie materiałów kompozytowych na filamenty 3D FDM [Khatri B., Lappe K., Noetzel D., Pursche K., & Hanemann T. (2018). A 3D-printable polymer-metal softmagnetic functional composite—Development and characterization. Materials, 11(2), 189].
Kopolimer etylenu i octanu winylu (EVA - ethyl vinyl acetate) znajdują zastosowanie między innymi na superkondensatory, aktuatory, absorbery promieniowania elektromagnetycznego czy pokrycia paneli fotowoltaicznych.
Istotą wynalazku jest kompozyt o właściwościach magnetycznie miękkich do druku 3D FDM zawierający elastomer i proszek o właściwościach magnetycznie miękkich, charakteryzujący się tym, że proszek stanowi Fe80.3Co5Cu0.7B14 [% at.] w ilości do 90% masowych składu oraz elastomer w postaci rozpuszczonego kopolimeru etylenu i octanu winylu.
W wyniku wynalazku powstaje kompozyt stanowiący filament do druku 3D. Kopolimer etylenu i octanu winylu (EVA - ethyl vinyl acetate) charakteryzuje się dużą rozpiętością właściwości od półkrystalicznych polimerów aż po elastomery, w zależności od procentowego udziału octanu winylu i masy cząsteczkowej. Wynalazek ilustruje poniższy przykład wykonania, niestanowiący jego ograniczenia:
1. Przygotowanie roztworu kopolimer etylenu i 22%wagowych octanu winylu (EVA)-chloroform: a) do chloroformu w ilości 100 ml dodano 15 gram kopolimeru EVA,
b) proces rozpuszczania prowadzono za pomocą mieszadła magnetycznego: czas mieszania wynosił 2 godziny, obroty mieszadła wynosiły 300obr./min, temperatura mieszaniny wynosiła 70°C.
2. Wytworzenie proszku magnetycznie miękkiego o składzie chemicznym Fe00.3Co5Cu0.7B14 [% atomowych]:
a) wytworzenie amorficznej taśmy za pomocą metody melt-spinning o składzie chemicznym Fe80.3Co5Cu0.7B14 [% atomowych],
b) zmielenie otrzymanej taśmy za pomocą wysokoenergetycznego mielenia (350 obr./min) w młynie kulowym,
c) odsianie frakcji 20 μπ-50 μπ.
3. Przygotowanie zawiesiny proszek Fe80.3Co5Cu0.7B14 [% atomowych]-chloroform:
a) do chloroformu w ilości 4 ml dodano 15 gram proszku Fe80.3Co5Cu0.7B14 [% atomowych] wytworzonego wg pkt 2c,
b) mieszanie zawiesiny w czasie 1 min homogenizatorem ultradźwiękowym.
4. Połączenie rozpuszczonego kopolimeru wg pkt 1 z wytworzoną zawiesiną wg pkt 3:
a) do roztworu EVA-chloroform dodano wytworzoną zawiesinę i mieszano za pomocą homogenizatora ultradźwiękowego w czasie 1 minuty.
5. Wytworzenie kompozytu w postaci filamentu druku 3D:
a) mieszaninę wytworzoną wg pkt. 4a wylano do formy teflonowej do ostudzenia i odstawiono w dygestorium w celu odparowania z niej chloroformu: czas odparowania wynosił 12 godzin,
b) mieszaninę kopolimeru EVA z proszkiem, uzyskaną wg pkt. 5a, w postaci stałej, rozdrobniono mechanicznie do postaci granulatu o rozmiarze do 5mm,
c) granulat wytworzony w punkcie 5b poddano procesowi ekstruzji do postaci drutu o średnicy 1,75mm; prędkość wytłaczania drutu wynosiła 8 mm/s, temperatura procesu wynosiła 270°C w komorze plastyfikacji granulatu.
Claims (1)
1. Kompozyt o właściwościach magnetycznie miękkich do druku 3D FDM zawierający elastomer i proszek o właściwościach magnetycznie miękkich, znamienny tym, że proszek stanowi Fe80.3Co5Cu0.7B14 [% atomowych] w ilości do 90% masowych składu oraz elastomer w postaci rozpuszczonego kopolimeru etylenu i octanu winylu.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL437350A PL245559B1 (pl) | 2021-03-19 | 2021-03-19 | Kompozyt o właściwościach magnetycznie miękkich do druku 3D |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL437350A PL245559B1 (pl) | 2021-03-19 | 2021-03-19 | Kompozyt o właściwościach magnetycznie miękkich do druku 3D |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL437350A1 PL437350A1 (pl) | 2022-09-26 |
| PL245559B1 true PL245559B1 (pl) | 2024-09-02 |
Family
ID=83724247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL437350A PL245559B1 (pl) | 2021-03-19 | 2021-03-19 | Kompozyt o właściwościach magnetycznie miękkich do druku 3D |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL245559B1 (pl) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106633734A (zh) * | 2017-01-04 | 2017-05-10 | 浙江农林大学 | 一种适用于3d打印的磁性轻质可降解材料的制备方法 |
| CN108117622A (zh) * | 2018-01-16 | 2018-06-05 | 成都新柯力化工科技有限公司 | 一种高精度的光固化3d打印材料及制备方法 |
| CN111138833A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-05-12 | 东莞深圳清华大学研究院创新中心 | 3d打印磁性热塑性聚氨酯弹性体材料及其制备方法与应用 |
-
2021
- 2021-03-19 PL PL437350A patent/PL245559B1/pl unknown
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106633734A (zh) * | 2017-01-04 | 2017-05-10 | 浙江农林大学 | 一种适用于3d打印的磁性轻质可降解材料的制备方法 |
| CN108117622A (zh) * | 2018-01-16 | 2018-06-05 | 成都新柯力化工科技有限公司 | 一种高精度的光固化3d打印材料及制备方法 |
| CN111138833A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-05-12 | 东莞深圳清华大学研究院创新中心 | 3d打印磁性热塑性聚氨酯弹性体材料及其制备方法与应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL437350A1 (pl) | 2022-09-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111097919B (zh) | 一种多组元难熔合金球形粉末的制备方法 | |
| JP4320372B2 (ja) | ガラス含有成形用ペレット及びその製造方法 | |
| EP1505111B1 (de) | Polymerpulver mit phosphonatbasierendem Flammschutzmittel, Verfahren zu dessen Herstellung und Formkörper, hergestellt aus diesem Polymerpulver | |
| JP2021042372A (ja) | 積層造形のための金属前駆体を含む微粒子組成物及びそれに関連する方法 | |
| DE102004012683A1 (de) | Lasersintern mit Lasern mit einer Wellenlänge von 100 bis 3000 nm | |
| EP3510101A1 (de) | Thermoplastische polymerpulver für das selektive lasersintern (sls) | |
| CN108698310A (zh) | 改进性能的单丝制造物品 | |
| CN106633363A (zh) | 一种用于3d打印的聚丙烯组合物及其制备方法 | |
| KR20190046782A (ko) | 수지 조성물, 3차원 프린터용 필라멘트 및 수지 분말, 및 조형물 및 그의 제조 방법 | |
| CN115055674A (zh) | 一种适用于增材制造钨钴硬质合金零部件的喂料及其制备方法和应用 | |
| EP0013872B1 (de) | Verfahren zum Herstellen kleinteiliger, mit Leitfähigkeitsruss versehener Polyolefin-Formmassen und deren Verwendung zur Herstellung von Formkörpern | |
| WO2019122536A1 (en) | A filament and a 3d printed item | |
| CH708581B1 (de) | Verbundwerkstoffe zur Nutzung in Spritzguss-Verfahren. | |
| Manola et al. | Investigation of melt flow index of dual metal reinforced ABS polymer for FDM filament fabrication | |
| JP2022551877A (ja) | 充填ポリアリールエーテルケトン粉体、その製造方法及びその使用 | |
| Li et al. | PLA/PBAT composite powder prepared by thermally induced phase separation for selective laser sintering | |
| PL245559B1 (pl) | Kompozyt o właściwościach magnetycznie miękkich do druku 3D | |
| Zhang et al. | 4D printing of the ferrite permanent magnet BaFe12O19 and its intelligent shape memory effect | |
| CN106633582A (zh) | 一种用于3d打印的聚丙烯组合物及其制备方法 | |
| Yan et al. | Investigation into the selective laser sintering of styrene–acrylonitrile copolymer and postprocessing | |
| WO2005085326A1 (de) | Polymerpulver mit russpartikeln, verfahren zu dessen herstellung und formkörper, hergestellt aus diesem polymerpulver | |
| Laumer et al. | Laser beam melting of multi-material components | |
| CN107266884B (zh) | 一种完全可生物降解的3d打印材料及其制备方法 | |
| KR20170071370A (ko) | 3d 프린팅용 금속분말 조성물 및 이를 이용한 3차원 형상의 소재의 제조방법 | |
| JP2020007529A (ja) | 難燃性ポリマー微粒子およびその製造方法 |