HardMagnet3D | 3D-printen van NdFeB-harde magneten

De Europese waardeketen voor permanente magneten versterken via additieve productie

HardMagnet3D speelt in op de strategische nood aan een veerkrachtige Europese productie van permanente magneten. Permanente magneten zijn cruciaal voor sectoren zoals automotive, luchtvaart, automatisering en elektronica. Europa blijft vandaag sterk afhankelijk van niet-Europese toeleveringsketens. Het project ontwikkelt additieve productieroutes voor Neodymium-IJzer-Boor (NdFeB) magneten, zowel gebonden als volledig metallisch. Zo versterken we de Europese waardeketen voor magneten.
 

Doelgroep

Dit project richt zich tot fabrikanten van elektrische motoren en generatoren. Ook ontwerpers en applicatie-eigenaars die permanente magneten nodig hebben met specifieke geometrieën behoren tot de doelgroep.

Belangrijke sectoren:

• Automotive en e-mobiliteit
• Industriële automatisering en robotica
• Luchtvaart
• Hogesnelheidsaandrijvingen
   

Context

NdFeB-magneten onderscheiden zich door hun hoge remanentie (het vermogen om magnetisatie te behouden) en sterke coërciviteit (weerstand tegen demagnetisatie). Vandaag worden ze voornamelijk geproduceerd via sinteren. Europa is sterk afhankelijk van niet-EU-leveranciers voor zowel grondstoffen als afgewerkte magneten. Deze afhankelijkheid, die wordt aangepakt via de Europese Critical Raw Materials Act, creëert economische en strategische risico’s.

Additieve manufacturing opent nieuwe perspectieven. De technologie biedt ontwerpvrijheid, maakt lokale en on-demand productie mogelijk en vermindert materiaalverlies. Ze maakt ook specifieke geometrieën mogelijk die met conventionele productieprocessen moeilijk of zelfs onmogelijk te realiseren zijn.

De huidige additieve oplossingen kennen echter beperkingen op het vlak van magnetische prestaties en materiaalstabiliteit. HardMagnet3D pakt deze uitdagingen aan door poederoppervlakte-engineering, geavanceerde additieve processen en diepgaande magnetische karakterisatie te combineren.
 

Doelstelling & resultaten 

De hoofddoelstelling is het mogelijk maken van additieve productie van NdFeB-magneten voor elektrische machines.

Het project wil:

• Gecoate NdFeB-poeders ontwikkelen voor additieve productie
• Competitieve remanente veldsterkte en coerciviteit behalen met fused deposition modeling FDM en laser powder bed fusion (LPBF)
• Complexe magneetvormen en maatwerkgeometrieën demonstreren
• Prestaties valideren in een axiale flux elektrische machine testbank

Verwachte resultaten:
Deelnemende bedrijven krijgen toegang tot:

• Demonstratormagneten geproduceerd via FDM (gebonden magneten) en LPBF (metalen magneten)
• Een gevalideerde axiale flux motor testbank met geoptimaliseerde magneetgeometrie
• Verwerkingsrichtlijnen voor additieve productie van NdFeB-magneten
• Aanbevelingen voor materiaal- en coatingselectie
• Technische rapporten over magnetische en thermische prestaties

Aanpak

1. Materiaalvoorbereiding en oppervlakte-engineering
   Ontwikkeling van gecoate NdFeB-poeders via PVD en PECVD om de coërciviteit en de verwerkbaarheid te verbeteren.
2. Additieve productie
   Verwerking via FDM (gebonden magneten) en laser powder bed fusion (metalen magneten), inclusief parameteroptimalisatie.
3. Karakterisatie
   Magnetische, microstructurele en thermische karakterisatie koppelt procesparameters aan materiaalstructuur en prestaties.
4. Demonstratie
   Integratie van geprinte magneten in een axiale flux permanente magneet synchroonmachine. De testbank valideert de prestaties en kwantificeert de meerwaarde van complexe magneetgeometrieën.

Financiering

• Financieringsinstantie: Cornet Collectief Onderzoek