ZM XMAG2 105 elementów - zabawka magnetyczna

Wady oraz zalety magnesów z neodymu NdFeB.

Należy pamiętać, iż obok ekstremalnej siły, produkty te cechują się następującymi zaletami:

• Praktycznie nie ulegają osłabieniu w czasie; po 10 latach eksploatacji redukcja udźwigu to znikome ~1%.
• Wyróżniają się niezwykłą odpornością na rozmagnesowanie, nawet w silnych polach zewnętrznych.
• Powłoka ochronna (np. niklowa) zapewnia im metaliczny połysk, co podnosi ich walory wizualne.
• Oferują najwyższą indukcję magnetyczną w punkcie styku, co gwarantuje skuteczność.
• Wersje specjalistyczne radzą sobie w temperaturach sięgających 230°C, zachowując swoje parametry.
• Elastyczność kształtowania – można je produkować w rozmaitych formach, idealnych do konkretnego projektu.
• Są niezbędne w innowacjach, zasilając układy napędowe, urządzenia medyczne czy komputery.
• Moc w skali mikro – ich mała masa nie przeszkadza w generowaniu dużej siły przyciągania.

Czego unikać? Wady i zagrożenia związane z neodymami:

• Ze względu na kruchość, trzeba się z nimi obchodzić delikatnie. Silne uderzenie może je zniszczyć, stąd rekomendacja stosowania osłon.
• Uwaga na temperaturę – dla zwykłych magnesów limit to 80°C. W trudnych warunkach (do 230°C) sprawdzą się tylko modele z oznaczeniem [AH].
• Ryzyko korozji: bez osłony magnes ulegnie utlenieniu na deszczu. Rozważ wersje powlekane tworzywem do zastosowań zewnętrznych.
• Ze względu na twardość, nie zaleca się gwintowania magnesu. Bezpieczniej użyć magnesu wklejonego w stalowy kubek z gwintem.
• Drobne magnesy to ryzyko – połknięcie wymaga interwencji chirurga. Mogą też być problemem przy diagnostyce MRI.
• Za jakość trzeba płacić – magnesy neodymowe są droższe od ceramicznych, co wpływa na budżet projektu.

Maksymalna siła przyciągania magnesu – co ma na to wpływ?

Moc magnesu została wyznaczona dla najkorzystniejszych warunków, uwzględniającej:

• z wykorzystaniem blachy ze miękkiej stali, działającej jako element zamykający obwód
• o przekroju nie mniejszej niż 10 mm
• o wypolerowanej powierzchni kontaktu
• przy zerowej szczelinie (bez powłok)
• przy osiowym kierunku działania siły (kąt 90 stopni)
• w warunkach ok. 20°C

Kluczowe elementy wpływające na udźwig

W praktyce, realna moc zależy od kilku kluczowych aspektów, uszeregowanych od najważniejszych:

• Szczelina – obecność jakiejkolwiek warstwy (farba, brud, powietrze) przerywa obwód magnetyczny, co obniża udźwig lawinowo (nawet o 50% przy 0,5 mm).
• Kierunek działania siły – maksymalny parametr osiągamy tylko przy ciągnięciu pod kątem 90°. Siła ścinająca magnesu po blasze jest zazwyczaj wielokrotnie mniejsza (ok. 1/5 udźwigu).
• Grubość blachy – za chuda stal nie zamyka strumienia, przez co część strumienia marnuje się na drugą stronę.
• Rodzaj stali – stal niskowęglowa daje najlepsze rezultaty. Stale stopowe redukują przenikalność magnetyczną i siłę trzymania.
• Stan powierzchni – szlifowane elementy gwarantują idealne doleganie, co poprawia siłę. Nierówny metal osłabiają chwyt.
• Ciepło – spieki NdFeB posiadają wrażliwość na temperaturę. Gdy jest gorąco tracą moc, a na mrozie mogą być silniejsze (do pewnej granicy).

* Udźwig określano używając gładkiej blachy o optymalnej grubości (min. 20 mm), przy działaniu siły prostopadłej, z kolei przy działaniu siły na zsuwanie siła trzymania jest mniejsza nawet 75%. Ponadto, nawet minimalna przerwa pomiędzy powierzchnią magnesu, a blachą zmniejsza nośność.