Nasze technologie | Braillon Magnetics

Materiały, odkrycia i podstawowe zasady naszych technologii

Magnesy trwałe

Uchwyt magnetyczny z magnesami trwałymi jest włączany i wyłączany mechanicznie.
Magnesy wewnątrz uchwytu są przez cały czas aktywne, ale strumień magnetyczny zamyka się wewnątrz uchwytu w pozycji 'wyłączonej'.

Strumień magnetyczny przechodzi przez detal. Mocowanie jest zapewnione:

Strumień magnetyczny zamyka się wewnątrz uchwytu. Detal nie jest umocowany, można usunąć detal:

Elektromagnetyzm

Przepuszczając prąd stały przez przewód stalowy tworzy się pole magnetyczne:

Można zmienić kierunek pola magnetycznego zmieniając biegunowość na zestykach cewki:

Pole magnetyczne jest tworzone poprzez wzbudzenie cewki prądem. Przesyłając prąd stały, induktor (element umieszczony wewnątrz cewki) otacza się polem magnetycznym.

Brak przepływu prądu przez cewkę - nie ma pola magnetycznego i detal jest zwolniony:

Podczas przepuszczania prądu stałego przez cewkę tworzy się pole magnetyczne i detal jest umocowany:

System elektropermanentny

System z pełną demagnetyzacją

Magnesy ALNICO nie są aktywne. Nie są wcale namagnesowane:

Magnesy namagnesowuje się przesyłając przez cewkę impuls prądu stałego.
Detal jest umocowany:

System kompensacyjny

Strumień magnetyczny zamyka się wewnątrz systemu i detal jest zwolniony:

Przesyłając przez cewkę impuls prądu stałego zmieniamy kierunek namagnesowania magnesów ALNICO. Wymusza się w ten sposób przepływ strumienia magnetycznego przez mocowany detal. Detal jest umocowany.
W celu zwolnienia detalu przesyła się przez cewkę impuls o odwrotnym kierunku tak, aby zmienić biegunowość uchwytu magnetycznego:

Materiały, odkrycia i podstawowe technologie stosowane aktualnie
Era		Odkrycia
Zastosowanie magnesów do nawigacji Odkrycie nowych kontynentów	- 1000 0 1000	• Naturalne kamienie o właściwościach magnetycznych Odkrycie w Azji Mniejszej w miejscowości MAGNESIE skały zwanej magnetytem. • Odkrycie żelaza • Żelazo namagnesowane przez kontakt z magnetytem. • Kompas z pływającą wskazówką
Nawigacja	1200	• Pojawienie się busoli
Studia nad elektrostatyką i magnetostatyką	1600 1800	• Pierwsze badania naukowe nad magnesami przeprowadzone przez GILBERT'a • Pierwsze eksperymenty z obwodem magnetycznym. • Badanie elektrostatyki • Magnesy na bazie żelaza • VOLTA wynajduje baterie
Elektryczność dynamiczna	1820 1850	• Zależność pomiędzy magnetyzmem a prądem elektrycznym odkryta przez OERSTED'a (naukowiec, który odkrył odchylenia odczytów busoli) • Prawa elektromagnetyczne AMPERE'a (geniusz, który sformułował te prawa w ciągu jednego miesiąca) • Silniki i dynama na bazie magnesów
Maszyny elektryczne	1900	• Elektromagnesy o dużej mocy • Dynamo samowzbudzające • Industrializacja silników elektrycznych Wszystkie te odkrycia mają zastosowanie w licznikach elektrycznych, telefonach, urządzeniach zapłonowych …
Badania nad materiałami magnetycznymi	1930 1938 1941 1970 1983	• Mishima (Japonia) formowane stopy izotropowe 58%Fe – 30% Ni – 12% Al : ALNICO • Anglia - formowane stopy anizotropowe (pola nadającego kierunek magnesom) 50%Fe – 24%Co - 14%Ni – 8% Al • Néel (Francja) Ferryty – spiekane proszki magnetyczne - zastosowane w przemyśle przez Philips'a (1955) • Japonia: proszek magnetyczny z ziem rzadkich Samarium Cobalt (SmCo) - bardzo drogie • Japonia + USA – proszek magnetyczny z ziem rzadkich (bez kobaltu) o wysokiej sile Néodyme+fer+bore+praseodymium (NdFeB)

Trzy typy magnesów używanych współcześnie
ALNICO Żelazo – Kobalt – Nikiel – Tytan – Aluminium Krzem - Miedź Proces metalurgiczny: - Fuzja komponentów - Odlewanie croning - Obróbka termiczna homogenizująca (ujednolicająca) - Obróbka termiczna pod działaniem pola magnetycznego - Stabilizacja - Obróbka - kontrola - namagnesowanie Gęstość: 7,5 Max temperatura zastosowania: 550° C Indukcja maksymalna: 12.800 G Maksymalne pole koercyjne: 650 Oe Magnesy ALNICO charakteryzują się wysoką odpornością na korozję oraz uderzenia i mogą być stosowane w wysokich temperaturach (do 550°C), zachowując przy tym bardzo dobrą stabilność. Wysoka indukcja i słabe pole koercyjne powodują, że są one szczególnie przydatne do zastosowań, które wymagają jedynie okresowego namagnesowania/rozmagnesowania (jedyny typ magnesów, który można zastosować w produkcji chwytaków magnetycznych elektropermanentnych, które muszą być rozmagnesowane w celu uwolnienia podnoszonego detalu).	FERRYT Tlenek żelaza - Węglan strontu - Spoiwo Proces metalurgiczny: - Wymieszanie sproszkowanych komponentów - Kalcynowanie w temp. 130° - Mielenie na sucho i na mokro - Kompresja pod działaniem pola magnetycznego - Spiekanie w temp. 1300° - Obróbka - kontrola - namagnesowanie Gęstość: 4,7 Max temperatura zastosowania: 250° C Indukcja maksymalna: 4.000 G Maksymalne pole koercyjne: 3.000 Oe Magnesy ferrytowe charakteryzują się dużą odpornością na korozję i na większość agresywnych czynników chemicznych. Jednakże są one wrażliwe na uderzenia. Mała wielkość indukcyjna, ale duże pole koercyjne. Magnesy te były stosowane w produkcji drugiej generacji chwytaków magnetycznych z magnesami trwałymi, gdyż gwarantowały utrzymanie wysokiej siły magnetycznej w czasie. Wadą tych magnesów jest niska wartość indukcji. Dla uzyskania dużej siły trzeba użyć wielu magnesów co powoduje, że gabaryty chwytaków magnetycznych są dużo większe. Przykładowo chwytak o nośności 400kg waży 54 kg! (dla porównania chwytak z magnesami AlNiCo waży tylko 32 kg).	NEODYME Neodym – Żelazo - Bor Proces metalurgiczny: - Fuzja komponentów - Mielenie - Kompresja pod działaniem pola magnetycznego - Spiekanie w temp. 1100° - Obróbka termiczna - Obróbka - kontrola – namagnesowanie Gęstość: 7,3 Max temperatura zastosowania: 100° C Indukcja maksymalna: 13.000 G Maksymalne pole koercyjne: 12.000 Oe Ten typ magnesów, odkryty w latach 80-tych, zrewolucjonizował świat magnetyzmu. Magnesy neodymowe posiadają najlepsze właściwości magnetyczne, o wyjątkowo wysokim wskaźniku indukcji (siła) do objętości. Ich odporność na korozję jest dość mała, co powoduje konieczność zabezpieczania ich powierzchni: zabezpieczanie niklem stosowane w przypadku chwytaków MAGFOR. Magnesy te znajdują zastosowanie w produkcji najnowszej generacji chwytaków magnetycznych z magnesami trwałymi. Ich siła magnetyczna pozostaje niezmienna w czasie (wysokie pole koercyjne) i przy takiej samej sile podnoszenia objętość magnesów podzielona jest przez 3! Przykładowo chwytak magnetyczny o nośności 400 kg, który w wersji ferrytowej ważył 54 kg, w wersji neodymowej waży tylko 10 kg!

Kilka zasad magnetyzmu
Strumień magnetyczny przemieszcza się zawsze od bieguna północnego w kierunku bieguna południowego. Magnesy o tej samej biegunowości odpychają się, magnesy o przeciwnej biegunowości przyciągają się. Detale ferromagnetyczne są detalami, które najlepiej przewodzą strumień magnetyczny. Największy opór dla strumienia magnetycznego stanowi powietrze (stąd negatywny wpływ szczeliny powietrznej). Linie strumienia magnetycznego nigdy się nie krzyżują. Każda linia strumienia magnetycznego stanowi obwód zamknięty, nie ma ona ani początku, ani końca.			Wiedząc, że maksymalne nasycenie magnetyczne stali wynosi ok. 16,000 Gauss, naszym zadaniem jest przekazać przez nią maksymalny możliwy strumień magnetyczny zbliżony do 16,000 gaussów. Do pomiaru pola magnetycznego stosuje się różne jednostki miary: Gaussy (G), wielokrotne lub podwielokrotne Tesla (T), wielokrotne lub podwielokrotne Amper/metr (A/m), wielokrotne lub podwielokrotne Przy pomocy poższej tablicy można przeliczyć jednostki:

Gauss	Tesla	Amper/metr
1G	0,1 mT	80 A/m
1 mG	0,1 µT	0,08 A/m
10 000 G	1 T	800 000 A/m
1 mG	100 nT	80 m A/m
10 mG	1 µT	0,8 A/m
12,5 mG	1,25 µT	1 A/m
1 Gauss = 1.000 milligauss (mG) 1 Tesla = 1.000 millitesla (mT) = 1.000.000 microtesla (µT) = 109 nanotesla (nT) 1 A/m = 1.000 milliamper/m (mA/m)