S prehodom na obnovljivo energijo in električno mobilnost, zlasti za motorje hibridnih električnih vozil (HEV) in električnih vozil (EV), so trajni magneti (TM), zlasti Nd-Fe-B magneti, ena izmed najbolj nujnih surovin, ki jih potrebuje moderna Evropa, saj so sestavni del pretvorbe energije v elektromotorje in generatorje. Zaradi povpraševanja po večji učinkovitosti, nižjih stroških in razvrstitvi surovin kot kritičnih za EU, se vedno bolj povečujejo industrijska in znanstvena prizadevanja za oblikovanje nove generacije Nd-Fe-B magnetov tako po obliki kot sestavi.
Cilj predlaganega projekta je razvoj novega tipa magneta, ki bo imel manjšo vsebnost težkih redkih zemelj in povečano učinkovitost z uporabo sprememb pri obliki magneta, kot je zamenjava magnetov tipa “V” z enim magnetnim telesom ukrivljene oblike, ali z uvajanjem hladilnih struktur in majhnih laminacij / segmentov, da se tako zmanjšajo izgube zaradi vrtinčnih tokov. To bo doseženo z uporabo napredne tehnologije 3D tiskanja, ki je vroča tema v današnjem proizvodnem procesu, vendar v proizvodnji magnetov še ni bila uporabljena. Razvili bomo simulacije, da bi dosegli najboljše zasnove za magnete v pogonskem motorju. Ti novi oblikovni koncepti bodo v nadaljevanju natisnjeni v modificiranem tiskalniku po principu ciljnega nalaganja materiala po plasteh (FDM).
Različni filamenti bodo pripravljeni z različno vsebnostjo težkih redkih zemelj. Ti bodo hkrati natisnjeni v postopku razvoja večkomponentnih magnetov z visokimi magnetnimi lastnostmi le v območjih, kjer je magnet izpostavljen največji demagnetizacijski obremenitvi. Da bomo dosegli dobre magnetne lastnosti po tiskanju, bomo polimer odstranili in tako dobljeni zelenec sintrali, tako da bomo dobili magnet visoke gostote. Ker to na večkomponentnih magnetih nikoli še ni bilo izvedeno, je potrebno posebno pozornost posvetiti odstranjevanju polimera in sintranju zaradi različnih temperatur sintranja materialov. Za oceno gospodarskega in okoljskega vidika predlaganega proizvodnega procesa bomo izvedli temeljita analize kot so: LCA (Life Cycle Analysis) in LCC (Life Cost Cycle) ter rezultate primerjali s klasičnim sintranjem s naknadno termično in/ali mehansko obdelavo.