Compreendendo a direção anisotrópica em NdFeB sinterizado
Os ímãs de neodímio sinterizados são anisotrópicos – eles têm uma direção preferencial de magnetização que é definida durante a prensagem em um campo magnético. O compacto verde (pó não sinterizado) é alinhado em um campo magnético de 1,5-2,0 Tesla e depois sinterizado. Após a sinterização, o ímã só pode ser magnetizado ao longo da direção de alinhamento original. A magnetização em qualquer outra direção produz um campo fraco e instável (normalmente 10-20% do Br da direção alinhada). Conseqüentemente, você não pode "remagnetizar" um bloco pressionado axialmente em um bloco diametralmente magnetizado.
Assim, especificar a direção da magnetização é uma decisão de projeto que determina as ferramentas de prensagem e o processo de fabricação. Para um determinado formato de ímã, geralmente existem duas direções de alinhamento possíveis (por exemplo, através da espessura versus ao longo do comprimento). O cliente deve escolher com base no caminho de fluxo necessário para a aplicação.
Magnetização axial, diametral e radial explicada
Para um ímã cilíndrico (altura H, diâmetro D):
Magnetização axial: pólos magnéticos nas duas faces circulares (norte na face superior, sul na face inferior). O campo é paralelo ao eixo do cilindro. Usado em acoplamentos de ímã permanente, motores de fluxo axial e molas magnéticas.
Magnetização diametral: pólos magnéticos em lados opostos da superfície externa do cilindro (norte de um lado, sul 180 graus oposto). O campo é perpendicular ao eixo, passando pelo diâmetro. Usado em motores de ventilador CC sem escovas de par único, sensores de efeito Hall e pequenos codificadores rotativos.
Magnetização radial: específica para ímãs em anel (OD, ID). Os pólos estão em superfícies cilíndricas internas e externas (norte no OD, sul no ID ou vice-versa). O fluxo flui radialmente. Usado em rotores de alta-velocidade com anéis multipolares e em rolamentos magnéticos.
Multi-polos diamétricos/radiais: os ímãs são magnetizados com vários polos alternados ao redor da circunferência (por exemplo, 4-polos, 8 polos, 12 polos). Requer um dispositivo de magnetização multipolar após a prensagem.
Quando escolher a magnetização radial para rotores-de alta velocidade
Para rotores de ímã permanente de alta-velocidade (acima de 20.000 rpm), os ímãs de arco-montados na superfície estão sujeitos a forças centrífugas. Um anel magnético multipolar radialmente magnetizado (anel de uma só peça com pólos alternados em seu diâmetro externo) não possui segmentos colados - é um anel sinterizado monolítico. Isto elimina o risco de descolamento do segmento. Os anéis radiais também produzem um perfil de campo magnético mais suave em comparação com arcos segmentados, reduzindo a ondulação de torque em 30-50%.
No entanto, os anéis radiais requerem acessórios de magnetização especializados (bobinas ao redor da circunferência do anel). O custo do acessório é mais alto (US$ 2.000-5.000 por contagem de pólos) do que para ímãs axiais/diametrais, mas o acessório é reutilizável para todos os anéis das mesmas dimensões e contagem de pólos.
Para diâmetros de rotor de 20 mm a 150 mm, oferecemos anéis magnetizados radialmente com 2 a 16 pólos. Espessura mínima da parede: 3 mm para uma sinterização confiável e sem rachaduras.
Como a direção da magnetização afeta seus custos com ferramentas
Os custos de ferramentas e fabricação variam significativamente:
| Direção de magnetização | Complexidade de ferramentas de prensagem | Custo do dispositivo de magnetização (para personalizado) | Rendimento típico (%) |
|---|---|---|---|
| Axial (através da espessura) | Simples (molde de placa paralela) | Baixo (US$ 300-500) | 95-98% |
| Axial (comprimento direto) para blocos | Padrão | Baixo | 92-96% |
| Diametral no cilindro | Simples, mas requer orientação especial | Médio ($ 800-1500) | 85-90% (maior rejeição devido a erro de alinhamento) |
| Anel radial, pólo único (ID/OD) | Complexo (requer fluxo de pó orientado) | Médio (US$ 1.000-2.000) | 80-85% |
| Anel radial, multi-pólos (4+ pólos) | Muito complexo | Alto (US$ 3.000-6.000) | 70-80% |
| Halbach-digite ângulo personalizado | Apenas ferramentas especiais | Dispositivo personalizado ($5000+) | 60-75% |
Para prototipagem, recomendamos o uso de ímãs ligados isotrópicos ou magnetização padrão em formas simples e, em seguida, passar para sinterizado anisotrópico para produção após a validação do projeto.
Para ímãs de motor personalizados que exigem direções de magnetização específicas – axial, diametral, radial ou multi-polos – visite nossa página de produtos Rotor Magnet. Fornecemos acessórios de magnetização com cada pedido, permitindo verificar a polaridade antes da montagem.
Para discutir o padrão de fluxo e a intensidade de campo exigidos pelo seu motor, entre em contato com nossa equipe técnica. Fornecemos verificação da direção de magnetização usando sondas Hall e bobinas de Helmholtz.
Perguntas frequentes
P: Posso magnetizar o mesmo anel de neodímio primeiro axialmente e depois diametralmente?
R: Não. Uma vez magnetizado em uma direção, o ímã mantém essa orientação. Tentar uma segunda direção de magnetização desmagnetiza o material ou cria um estado complexo de múltiplos domínios com fluxo total 50% menor.
P: Como especifico a direção da magnetização em um desenho de um bloco magnético personalizado?
R: Use uma seta chamada "Direção de Magnetização" no desenho. Mostre a seta relativa às dimensões da peça. Forneça um arquivo CAD 3D (STEP ou STL) com a seta modelada como referência. Confirmamos por desenho de devolução.
P: Qual é o número máximo de pólos que você pode magnetizar em um anel radial de 30 mm de diâmetro?
R: Até 16 pólos (22,5 graus por pólo). Arco mínimo do pólo: 5mm no DE. Para contagens de pólos mais altas (por exemplo, 24 pólos em diâmetro externo de 30 mm), o material magnetizável entre os pólos torna-se muito estreito, causando grande vazamento. Use a análise FE para verificar.
