Reinventare la catena di fornitura dei magneti

I magneti sono il cuore di prodotti come motori e generatori, che a loro volta vengono utilizzati praticamente in ogni settore della società: elettrico, manifatturiero, prodotti di consumo e trasporti. I magneti sono un componente critico in settori come la difesa, utilizzati per strumentazione, armi e veicoli (terrestri, aerei e marittimi). Nel luglio 2019, gli Stati Uniti hanno convertito in legge una Determinazione presidenziale per affrontare il rischio per la sicurezza nazionale derivante dalla dipendenza dai magneti da avversari stranieri. Questo modello a fonte unica rappresenta un’ovvia opportunità per le aziende in grado di attingere alla fonte, ma anche un pericolo molto chiaro e presente di interruzione di una catena di approvvigionamento magnetica in cui i materiali per un prodotto possono provenire solo da un luogo, a volte economicamente ostile.

Con il suo approccio innovativo alla tecnologia dei magneti, l'Advanced Magnet Lab, Inc. (AML) con sede a Melbourne, in Florida, è pronto a fare proprio questo.

La Cina domina l’industria dei magneti delle terre rare (REMI), producendo oltre l’85% della fornitura mondiale. L’integrazione verticale della Cina di manodopera a basso costo, materie prime e standard ambientali non sicuri hanno creato “un’elevata barriera all’ingresso nel mercato” per i concorrenti di tutto il mondo. I magneti sono una merce, venduta al chilogrammo e alla tonnellata. Storicamente, le aziende che sono entrate nella catena di fornitura dei magneti non potevano competere, a causa della capacità della Cina di controllare il mercato.

Sebbene la scala sia aumentata e i materiali si siano sviluppati e migliorati, i materiali utilizzati per realizzare i magneti, la tecnologia dei magneti e i metodi per fabbricarli sono rimasti gli stessi per decenni. I magneti e gli assemblaggi convenzionali sono costosi e limitano i progettisti a configurazioni che non sono ottimizzate per le prestazioni e il costo dei prodotti di utilizzo finale, come motori e generatori. I magneti vengono prodotti in blocchi, poi tagliati in piccoli pezzi e venduti come merce. Sono inoltre limitati nella forma, nelle dimensioni e nella magnetizzazione per lo più unidirezionale, il che significa che i motori più grandi del mercato richiedono dozzine, centinaia e talvolta migliaia di magneti in un assieme. Con campi magnetici molto forti, l'assemblaggio in un motore è complesso e costoso. Inoltre, la tendenza è verso prestazioni di qualità superiore e migliori, che richiedono materie prime e processi di produzione più costosi e un panorama della proprietà intellettuale poco chiaro.

Spezzare la roccaforte della Cina richiede innovazione per consentire una catena di fornitura REMI sostenibile che reinventi la tecnologia e trasformi il REMI. AML sta reinventando la catena di fornitura REMI e affrontando ogni elemento della catena di fornitura: materiali, produzione, prestazioni e assemblaggio.

L'approccio di AML non è quello di tagliare piccole parti di blocchi magnetici e vendere magneti standardizzati. I magneti AML sono progettati e realizzati per dimensioni, forma e magnetizzazione ottimali, con conseguenti prestazioni migliori e costi inferiori per il prodotto finale.

L'AML si concentra su diversi aspetti chiave per raggiungere questo obiettivo, tra cui:

AML dispone di un'ampia gamma di soluzioni nel suo portafoglio per reinventare la catena di fornitura dei magneti.

PM-Wire™

AML ha sviluppato PM-Wire, una nuova soluzione per la progettazione e la produzione di magneti che migliora le prestazioni e riduce il costo dei prodotti finali come motori e generatori. Questo approccio è il modo ideale per produrre magneti, utilizza un processo di produzione "simile a un filo" in cui tutti i parametri critici del processo possono essere regolati e mantenuti con precisione per qualsiasi tipo di lega magnetica, compresi i materiali non legati alle terre rare.

PM-UNIFORM™

Costituiti da magneti diritti, curvi, ad anello o elicoidali con magnetizzazione trasversale o radiale, questi possono essere prodotti in metri di lunghezza e offrono costi di assemblaggio inferiori e un numero ridotto di parti.

PM-AXIAL™ per motori

Si tratta di magneti curvi con magnetizzazione assiale, che consentono topologie di rotori con vantaggi rivoluzionari. Il PM-AXIAL ha prestazioni migliorate, con prestazioni Halbach, funzionamento a temperature più elevate e un rivestimento superiore e un manicotto di contenimento ridotti. Essendo privo di ferro, ha anche un peso ridotto. Inoltre, ha assemblaggi a costi inferiori grazie al numero ridotto di parti, alla facilità di assemblaggio e ai materiali di qualità/costo inferiori.