ブラックテクノロジー！ 3Dプリント磁石は磁極を自由に制御し、カスタマイズを実現

磁石は接触せずに力を発生できる不思議な物体なので、私たちの日常生活で常に重要な役割を果たしてきました。磁石の特性については、磁石には異なる位置にある 2 つの極があり、磁束線は一方の極からもう一方の極に向かっていることは誰もが知っています。下の図の棒磁石と U 字型磁石の極がその一例です。

しかし、現在、相関磁気研究 (CMR) 社が開発した新しいタイプの磁石、ポリマグネットによってこの常識は覆されました。なぜなら、その 2 つの極は実際には同じ平面上にあるからです。さらに驚くべきことは、これらの磁極の大きさと形状が制御可能であるということです。下の図を見れば理解できるでしょう。

写真の左から右に、通常の磁石、中密度ポリマグネット、高密度ポリマグネットです。赤いのは磁力線です。通常の磁石の磁束線は 1 つの面から始まり、別の面で終わりますが、ポリマグネットは同じ平面で始まり、同じ平面で終わり、密度を制御できることがわかります。このため、このタイプの磁石は、通常の磁石にはない多くの新しい特性を持ち、多くの画期的な新機能を実現できます。

ポリマグネット上の磁極の密度分布。赤と青はそれぞれ N 極と S 極を表します。

通常の磁石とポリマグネットの磁場の比較実は、この新しい磁石は数年前にCMRによって開発されましたが、その背後にある技術が非常に最先端であり、多くの応用が可能であることから、彼らは休むことなく研究を続けており、これまで関連情報を公開していませんでした。

CMRの共同設立者で主任科学者のラリー・フラートン氏は、子供の頃から磁石に興味を持っていたことがきっかけで研究を続け、最終的に磁極を制御する方法を見つけ出し、この有望な3Dプリント磁石を開発したと語った。

この磁石を製造する技術は非常に特殊であるため、同社はこれまでに100件を超える関連特許を取得しています。その中で最も重要なのは磁気せん断力伝達装置です。この技術は数年前に、同社初の磁石 3D プリンターである Mag Printer にうまく変換されました。これは磁石に磁場を「印刷」できる装置です。原理は非常に複雑で、磁石自体の特性が関係しています。しかし、ポリマグネットの開発責任者であるジェイソン・モーガン氏は、それでも分かりやすく説明してくれました。

Antarctic Bear によれば、この磁石はプログラミングによってとても魔法のようになるそうです。 N極とS極が同一平面上に設定されており、非常にコンパクトにできるため、通常の磁石のように磁界が広くならず、磁力が無駄にならず、磁力が極めて集中します。下の写真からわかるように、わずかに回転させただけで、もともと互いに接触できなかった 2 つのポリマグネットが瞬時に引き付けられました。すごいですよね？

磁場が最適化されているため、ポリマグネットの磁力は従来の磁石の 5 倍強力で、高品質の磁気スプリング、磁気ロック、自動コネクタなどを作るのに使用できます (下図参照)。

さらに、このタイプの磁石は磁場面積が小さく、配置がコンパクトであるため（下図参照）、近くの敏感な電子製品への影響がほとんどなく、関連製品の開発に使用できます。たとえば、下図は、CMRがこの特徴に基づいて昨年発売した、携帯電話などのポータブル電子製品の固定を容易にするデバイスを示しています。

しかし、これらは単なる小さなケースであり、CMR はこの新しいタイプの磁石のカスタマイズに成功しました。具体的な方法は、もちろん前述のMini Magマグネット3Dプリンターを使用することです。搭載されたソフトウェア駆動型磁化装置は、ソフトウェアによって設計されたカスタマイズされた構造に基づいて、必要な N 磁極と S 磁極をわずか数分で磁石に「印刷」できるため、これまでにないカスタマイズされた磁石を作成できます。下の写真は人間の顔の磁石です。

「実際に作るときは、Mini MagPrinter は磁気ゾーンの配列を磁性材料に「印刷」するだけです。各ポリマグネットは、N 極と S 極を持つ小さな磁石システムです」と CMR は説明しています。「通常の磁石もこの方法でポリマグネットに変換できます。パターンを選択して、3D プリンターでプログラムするだけです。この方法は、最も強力なネオジム磁石だけでなく、より柔らかい材料、フェライト磁石、サマリウムコバルトなどの他の特殊材料にも使用できます。」

このような最先端の技術と設備は、誰にとっても非常に魅力的です。残念ながら、Mini MagPrinter の価格は現時点で 45,000 ドルと非常に高額であり、中小企業にとっても手の届かない価格となっています。したがって、この新技術は、財政的に強い科学研究機関に導入される可能性が最も高いと考えられます。幸いなことに、ポリマグネットは非常に安価です。 3D プリントされたカスタムバージョンはそれぞれ数ドルしかかからず、CMR はオンラインストアで 200 種類を超えるさまざまなデザインを提供しています。興味があれば、ぜひ試してみてください。

Antarctic Bear は CMR との協力を準備中です。MagPrinter または Polymagnet に関する詳細情報が必要な場合は、Antarctic Bear にお問い合わせください。メール: [email protected]、カスタマーサービス QQ/WeChat 392908259

3ders経由

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