Contrairement aux aimants traditionnels, magnétisés longitudinalement ou radialement, les aimants cylindriques à magnétisation diamétrale sont magnétisés uniquement sur leur diamètre. Montés à l'extrémité d'un arbre, ils servent à générer une rotation. Il en résulte des configurations de champ magnétique uniques, à l'origine de diverses applications industrielles.
Aimants cylindriques Les aimants cylindriques en néodyme sont considérés comme l'une des formes les plus courantes pour ce type d'aimantation. Pour tous les propriétaires et fournisseurs de produits magnétiques, il est important de comprendre comment ces aimants sont fabriqués et sélectionnés. Cet article vous aidera à faire le bon choix.
Que signifie “ magnétisé diamétralement ” ?
Bien sûr, les aimants ont toujours naturellement leurs pôles à leurs deux extrémités magnétiques. Cependant, lorsqu'on parle d'aimants diamétralement opposés, on entend par là que leurs pôles sont situés de part et d'autre du diamètre de l'aimant, à 180° l'un de l'autre. Le pôle nord se trouve sur l'une des faces courbes, et le pôle sud sur l'autre.
Le champ magnétique tourne avec le cylindre. Cette configuration particulière permet les mouvements de rotation puisqu'une force est toujours appliquée sur les arbres où ils sont fixés.
Comment sont fabriqués les aimants cylindriques diamétraux ?
Aimants cylindriques diamétriques haute performance Elles sont fabriquées à partir d'un alliage de néodyme-fer-bore fritté afin de garantir la constance des performances des produits finis. Les principales étapes sont énumérées ci-dessous.
1. Fabrication initiale de l'alliage
Après sélection des terres rares de première qualité, l'alliage est fondu, refroidi rapidement, puis broyé en une fine poudre magnétique. Un dosage précis des éléments garantit des performances magnétiques stables.
2. Pressing dans un champ transversal
La poudre est ensuite pressée dans un moule sous un champ magnétique transversal afin d'aligner les axes cristallins sur le diamètre. Elle est compactée en un bloc cylindrique dense et structurellement uniforme.
3. Frittage
Ces blocs pressés sont frittés à environ 1000–1100 °C afin de densifier leur structure interne par fusion des particules. Cette étape constitue la base du façonnage magnétique.
4. Usinage magnétique
Les fabricants utilisent des outils de précision pour le meulage et la découpe de blocs frittés de longueur fixe afin de corriger les déformations et de lisser les surfaces. Les aimants cylindriques sur mesure répondent aux exigences de tolérance dimensionnelle grâce à un usinage mécanique.
5. Magnétisation
Ces ébauches entièrement formées sont ensuite placées entre les pôles d'un puissant électroaimant à l'intérieur d'un dispositif ou d'une bobine spéciale. Le frittage fixant la texture cristallographique, le matériau s'aimante de préférence diamétralement.
6. Coating
Un revêtement protecteur de surface est nécessaire pour prévenir la corrosion, car les aimants en néodyme sont sensibles à l'oxydation. Les options de revêtement sont personnalisables et comprennent le nickel-cuivre-nickel, le zinc ou le plaquage époxy.
7. Qualité Control
Chaque lot est soumis à un test de force magnétique afin de déterminer la valeur Gauss, le flux magnétique et la qualité de chaque aimant cylindrique fini. La précision dimensionnelle et la sécurité du transport sont également des priorités avant la livraison.
Chez BMAG, des contrôles de qualité et des tests standard sont effectués à chaque étape pour garantir une longue durée de vie.
Pourquoi les industries ont-elles besoin d'aimants cylindriques de 3x3 mm ?
Les industries ont besoin d'aimants cylindriques de 3 x 3 mm de diamètre pour des applications de rotation efficaces. Grâce à leur champ magnétique transversal, ils sont utilisés dans les capteurs miniaturisés, les moteurs, les codeurs, les accouplements, les systèmes de verrouillage et les débitmètres pour les mouvements rotatifs et la détection sans contact.
Encodeurs rotatifs (détection à effet Hall)
Les angles peuvent être mesurés avec précision à l'aide d'un seul aimant diamétralement opposé, placé près d'une puce semi-conductrice. Les variations du champ magnétique sont captées par des capteurs et utilisées pour le suivi de mouvement dans les dispositifs d'automatisation.
Moteurs CC haute performance
Les moteurs CC sans balais et les actionneurs linéaires utilisent des aimants diamétraux dans le rotor pour permettre au contrôleur de surveiller la position de l'arbre.
Couplages magnétiques
Le placement de deux aimants de diamètres différents sur des axes distincts les fait tourner de manière synchrone à travers une barrière. Ce dispositif peut être utilisé dans les systèmes de fluides ou de pompage pour éviter les risques de fuites dues au contact mécanique.
Verrouillage directionnel
La traction transversale permet aux boutons-pression de s'aligner selon une orientation très précise dans le verrouillage et la fermeture des interrupteurs magnétiques.
Instruments scientifiques
Des instruments tels que les appareils RMN et les débitmètres, qui enregistrent les révolutions d'une turbine, transportent un aimant diamétral.
En quoi l'aimantation diamétrale diffère-t-elle de l'aimantation axiale ?
Les extrémités plates et la surface arrondie des parois latérales rendent ces aimants cylindriques polyvalents, permettant des aimantations à la fois axiales et diamétrales.
Contrairement aux aimants cylindriques à aimantation axiale, les aimants diamétralement opposés ont leurs pôles non pas sur les faces d'extrémité, mais sur la face latérale du cylindre.
Lorsqu'on les assemble, les aimants à aimantation axiale ont tendance à se coller bout à bout, tandis que les aimants à aimantation diamétrale s'accrochent les uns aux autres sur les côtés.
Pour mieux comprendre la différence, voici un tableau récapitulatif.
| Fonctionnalité | Axial (Standard) | Diamétrique |
| Emplacement du poteau | Extrémités plates | Surface courbe |
| Common utiliser | Holding, détection | Rotation, codage |
| Complexité de fabrication | Standard | Plus haut |
| Coût | Inférieur | Légèrement plus élevé |
| niveaux disponibles | Tous | La plupart (à confirmer auprès du fabricant) |
Une telle distinction entraîne une variation de la configuration du champ magnétique et influe généralement sur le positionnement de l'aimant au sein de l'assemblage.
Caractéristiques techniques des aimants cylindriques diamétriques Consider
La durée de vie des aimants Neodymium peut également être réduite par divers facteurs, notamment la chaleur, la corrosion et les dommages physiques. Il convient donc de tenir compte des spécifications techniques lors de l'utilisation d'aimants cylindriques en néodyme.
1. Exigences dimensionnelles
Les dimensions et la qualité de l'aimant sont étroitement liées. La dimension d'un aimant cylindrique à aimantation diamétrale est déterminée par son rapport longueur/diamètre (L/D). Un rapport L/D idéal de 1 produit un champ magnétique d'intensité maximale, tandis qu'une conception plus mince (L/D > 2) réduit le champ magnétique transversal. Les cylindres plus longs sont également plus difficiles à fabriquer et ont tendance à se fissurer.
Les proportions recommandées selon les applications comprennent
- Encodeurs et capteurs rotatifs : 0,4 à 0,6 pour une bonne linéarité et une détection d’angle précise
- Moteurs, accouplements et actionneurs : 0,8 à 1,2 pour la rigidité mécanique face aux forces de démagnétisation.
Un aimant de petite taille et de haute qualité est préférable à un aimant de grande taille et de qualité inférieure. Si l'on utilise des matériaux à haute coercivité tels que le Neodymium (NdFeB), des conceptions plates sont envisageables.
2. Angle de magnétisation
L'angle d'aimantation (incliné, monopolaire ou multipolaire) est choisi avant la commande. Les aimants multipolaires complexifient le fonctionnement et nécessitent des capteurs à effet Hall compatibles avec ce type d'entrée. Les aimants diamétralement opposés permettent une rotation complète et requièrent un pressage transversal lors du frittage. Les cylindres monopolaires conviennent aux codeurs et capteurs rotatifs, tandis que les cylindres multipolaires sont utilisés pour les moteurs à grande vitesse.
3. Tolérance et concentricité
Les tolérances dimensionnelles des aimants diamétralement opposés sont cruciales pour déterminer la taille et le positionnement des pôles. Pour des tolérances plus serrées, un meulage cylindrique après frittage est nécessaire. Si le cylindre est excentré, sa rotation générera un champ magnétique oscillant, entraînant des erreurs de position angulaire dans certaines applications.
4. Sélection du revêtement
L'aimant NdFeB rouille facilement s'il n'est pas protégé, ce qui peut l'endommager de l'intérieur. Le choix du revêtement dépend des exigences spécifiques de votre installation. Par exemple, un revêtement époxy est recommandé pour les environnements très humides, tandis qu'un revêtement triple couche en nickel convient aux applications en milieu sec.
- Le revêtement Ni-Cu-Ni est le choix le plus courant pour une finition argentée brillante, mais il ne convient pas aux environnements salins.
- La résine époxy offre une résistance chimique et est particulièrement adaptée aux moteurs et aux capteurs industriels.
- Le revêtement nickel-or peut être utilisé dans le domaine médical lorsqu'un contact direct avec les tissus est nécessaire.
- Le zinc offre une résistance de revêtement bon marché, mais il n'est pas recommandé pour les aimants d'encodeur de précision.
Il convient également de tenir compte de l'effet de l'épaisseur du revêtement lors des calculs d'alésage.
5. Sélection des notes
Pour les aimants cylindriques de diamètre donné, la gamme N42–N45 est pratiquement optimale. Plus la nuance est élevée, plus l'aimant est puissant. Ainsi, l'aimant néodyme diamétrique N52 possède la force d'attraction magnétique la plus élevée.
Le choix de la nuance dépend du suffixe de température (M, H, SH, UH, EH) qui définit la coercivité. Ainsi, la nuance N52SH présente une meilleure résistance à la démagnétisation à haute température que la nuance N52, qui se démagnétise avec le temps.
Pourquoi choisir le BMAG ?
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Conclusion
Dans les cylindres à aimantation diamétrale, les pôles Nord et Sud se situent sur les faces courbes et non sur les faces planes. Un aimant diamétrale de haute qualité est fabriqué en néodyme de haute pureté et recouvert de nickel, avec des tolérances minimales. Il est principalement utilisé dans les applications rotatives telles que les capteurs angulaires et les codeurs rotatifs.
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