Производство по чертежам Подбор аналогов Цены производителя Оригинальная продукция в короткие сроки
INNER — производство и поставка промышленных комплектующих и оборудования
INNER
Контакты

Аморфный сплав на основе железа для магнитопроводов напечатали методом LPBF

  • 12.10.2026
  • Лента новостей
Наука и технологии Научная новость

Исследователи из Испании, Германии, Италии и Норвегии опубликовали работу в журнале Acta Materialia в августе 2026 года

Учёные IMDEA Materials, Саарского университета и институтов Италии и Норвегии напечатали лазерным сплавлением в порошковом слое (LPBF) образцы нового металлического стекла Fe–Si–B–Nb–Ni. Коэрцитивная сила образцов после печати — от 44 А/м, плотность, по данным IMDEA, — более 92%. Статья вышла в Acta Materialia.

44 А/мкоэрцитивная сила образцов после печати, минимум
>87%доля аморфной фазы в широком диапазоне режимов
>92%плотность, по данным IMDEA
≈1 ммкритическая толщина отливки

Что сделали

Сплав разработали в Саарском университете. В нём железо, кремний, бор, ниобий и никель, а фосфора, кобальта и редкоземельных элементов нет. Критическая толщина отливки, при которой сплав затвердевает без кристаллизации, около 1 мм. По данным пресс-службы IMDEA Materials, это почти в десять раз больше, чем у коммерческих аналогов. Это важно, потому что при послойной печати материал многократно нагревается.

Группа Марии Тересы Перес Прадо в IMDEA Materials подбирала режимы печати: плотность энергии лазера, контролируемые паузы (time delays) и двойное сканирование, то есть повторный переплав слоя. По данным пресс-службы, двойное сканирование с паузами дало плотность более 92% и полностью аморфную структуру. Образцы исследовали рентгеновской дифракцией, калориметрией, электронной микроскопией, атомно-зондовой и компьютерной томографией.

ПараметрРезультатУсловие
Доля аморфной фазыболее 87%широкий диапазон режимов
Структурарентгеноаморфнаяоптимизированный переплав
Относительная плотностьболее 92%все исследованные режимы, по данным IMDEA
Коэрцитивная силаот 44 А/мобразцы после печати

По оценке авторов, это более чем на порядок ниже ранее опубликованных значений для напечатанных методом LPBF металлических стёкол на основе железа без фосфора, кобальта и редкоземельных элементов. Удельная намагниченность насыщения при этом стабильна. Двойное сканирование снижает структурную неоднородность аморфной фазы, и материал становится устойчивее к кристаллизации при следующих нагревах.

Стадия
  1. Лабораторные испытания
  2. Опытный образец
  3. Опытно-промышленная эксплуатация
  4. Серийное применение

Лабораторные испытания на образцах. Ограничения: прототипы роторов и статоров — следующий этап, выигрыш в КПД на уровне двигателя пока не показан. При высокой доле аморфной фазы коэрцитивная сила слабо связана с остаточной кристалличностью и сильнее зависит от пористости, а её, по словам Перес Прадо, ещё предстоит снизить.

«Новый дизайн сплава и его оптимизированная обработка методом 3D-печати позволяют нам избежать кристаллизации при изготовлении».

Мария Тереса Перес Прадо, профессор, ведущий исследователь (Principal Investigator) IMDEA Materials, соавтор статьи; цитата по пресс-релизу IMDEA Materials от 17 сентября 2026 года, перевод inner.su

Контекст

В магнитопроводе энергия теряется при каждом перемагничивании на гистерезис, а переменное поле наводит вихревые токи. Электротехнические кремнистые стали, применяемые в современных двигателях, кристаллические. У металлического стекла кристаллической решётки нет, и часть этих потерь оно снижает. Но такой сплав нужно охлаждать очень быстро, поэтому его выпускали в основном в виде ленты и тонких листов. Печать в порошковом слое даёт деталь сложной формы, но повторные нагревы вызывают кристаллизацию.

В 2025 году та же группа показала в журнале Additive Manufacturing на коммерческом металлическом стекле, что паузы после каждого прохода лазера повышают долю аморфной фазы и снижают коэрцитивную силу. В новой работе изменён сам сплав и добавлено двойное сканирование.

Работу выполнили в проекте AM2SoftMag, который координировал Саарский университет. Проект финансировал Европейский совет по инновациям (European Innovation Council) по программе EIC Pathfinder, грант 101046870, статью также поддержал Исследовательский совет Норвегии. Следующие шаги, по данным IMDEA Materials, — устранить дефекты, масштабировать изготовление и испытать материал в прототипах роторов и статоров.

Что это значит для практики

  • Малые двигатели и приводы. Замены шихтованному магнитопроводу из электротехнической стали пока нет. В аннотации статьи и пресс-релизах есть коэрцитивная сила образцов, но нет потерь на рабочих частотах и сравнения со сталью.
  • Где ждать применения. Металлические стёкла на основе железа Перес Прадо называет перспективными прежде всего для высокоскоростных машин и машин с высокой удельной мощностью. Печать позволяет уйти от ленты и листа к деталям сложной формы с минимальными отходами.
  • Серийное оборудование. Для подбора асинхронных электродвигателей работа ничего не меняет. Как такой двигатель ведёт себя при пуске, показывает тренажёр пуска асинхронного двигателя.

Источники

  1. Rodríguez-Sánchez M., Sadanand S., Ghavimi A., Busch R., Sharangi P., Ferrara E., Barrera G., Tiberto P., Kontis P., Gallino I., Pérez-Prado M. T. Laser powder bed fusion of a newly designed Fe-based bulk metallic glass with enhanced soft magnetic properties // Acta Materialia. 2026. Т. 318, статья 122636. Онлайн — август 2026 года, выпуск — октябрь 2026 года. Лицензия CC BY 4.0. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2026.122636
  2. Пресс-релиз IMDEA Materials от 17 сентября 2026 года: New Metallic Alloy Designed to Reduce Energy Losses in Electric Motors
  3. Pérez Prado M. T. A New Metal Alloy Reduces Energy Losses in Electric Motors // IMDEA Materials, 29 сентября 2026 года (перепубликация из The Conversation)
  4. Rodríguez-Sánchez M. и др. Laser powder bed fusion of an Fe-based metallic glass using time delays // Additive Manufacturing. 2025. Т. 110, статья 104922. https://doi.org/10.1016/j.addma.2025.104922
  5. Проект AM2SoftMag на сайте IMDEA Materials: Additive Manufacturing of Amorphous Metals for Soft Magnetics

Материал носит информационный характер и подготовлен по открытым источникам, ссылки на них приведены в тексте. Он не является публичной офертой (ст. 437 ГК РФ) и профессиональной рекомендацией.

Результаты получены авторами исследования и приведены по их публикации. ООО «Иннер Инжиниринг» их не проверяло и не гарантирует их применимость к конкретным изделиям. Подбирайте и рассчитывайте компоненты по технической документации изготовителя.

Появились вопросы?

Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.