Типы материала
Две главные характеристики винила, которые определяют сферу его применения - это его толщина и покрытие. Показатель толщины можете составлять от 0,25 до 2 мм. Самый тонкий вариант материала еще называют магнитной бумагой. Чем толще материал, тем выше его намагниченность. В типографиях используют магнитный винил в рулонах , для небольших предприятий берут магнитный винил в листах. Что касается вариантов покрытия, то современные потребители могут купить такие виды винила:
Варианты применения магнитного винила
Эластичный материал с магнитными свойствами широко используется в изготовлении рекламы и сувениров. Предприниматели постоянно находят новые способы применения винила. Вот лишь несколько перспективных идей для примера:
Виниловый магнит представляет собой яркое и гибкое изделие, которое легко крепится к металлической поверхности (например, к холодильнику). Их изготавливают из специального материала - магнитного винила, который имеет небольшую толщину. На него легко наносить изображение, будь то картинка с любимым героем из мультика, логотип, фотография или пейзаж. Экземпляр может отличаться размером и формой.
Существуют фирмы, которые изготавливают виниловые магниты оперативно и качественно. Это легкий и прибыльный бизнес.
Какие бывают виды виниловых магнитов?
Продукция подразделяется в зависимости от назначения. Можно предложить клиентам следующие услуги:
- Магниты для рекламных целей. Это очень оригинальная вещь, которая способна привести новых клиентов. Если подарить подобный магнит потенциальному покупателю товара (заказчику услуг), вряд ли у него возникнет желание выбросить его. В отличие от большого числа он займет свое место на холодильнике, микроволновой печи, батарее или системном блоке и будет напоминать клиенту, его близким и родным о существовании компании и ее услугах. Это вид долгосрочной рекламы для бизнеса. Можно также с акцией или информацией о новой продукции.
- Магниты в Это замечательный подарок, который подойдет для мероприятия любого масштаба. Некоторые представители смогут сделать необычный сюрприз близкому человеку. Магнит-открытка не оставит никого равнодушным.
- Магниты в Простыми бумажными уже никого не удивишь. Прочные визитки-магниты смогут прослужить очень долго.
- Магниты-сувениры. Это может быть бизнес-сувенир с фирменной символикой предприятия или с изображением достопримечательности города.
- Магниты на автомобили. Один из современных носителей рекламы, который не испортит поверхность машины, не оставит следов и будет держаться даже при скорости, достигающей 140 километров в час. Виниловый магнит покрыт защитной пленкой, поэтому механические и погодные воздействия ему не страшны. Он хорошо подойдет для рекламы на транспорте временного характера, его одинаково легко прикрепить и снять. Магнит на автомобиле часто используют как свадебный аксессуар. Он очень оригинален, функционален и востребован для кортежа. Изделие изготавливают с именами молодоженов и пожеланиями. После церемонии его легко снять с автомобиля.
Какие существуют преимущества?
- Виниловый магнит можно использовать многократно, он оригинален и долговечен.
- Возможность легко и быстро размещать на поверхности и снимать.
- Магнит не способен быстро испортиться, его поверхность надолго останется без единой царапинки.
- После снятия не останется никаких следов.
- На изделии присутствует специальная пленка, которая защищает от механического воздействия.
Как производят виниловые магниты?
Первоначально приобретается магнитный винил толщиной до 0,5 миллиметра. Принтером наносится изображение на материал. В этом и заключается производство виниловых магнитов. Так изготавливаются магниты на холодильник. При выборе этого бизнеса необходимо учесть особенности:
- материал для изготовления не такой уж дешевый;
- магнит будет не так уж крепко держаться;
- качество и долговечность нанесенного изображения зависят от принтера.
Изготовление виниловых магнитов можно осуществить другим способом. Так, изделие может быть более надежным, если первоначально распечатать изображение, отламинировать его и приклеить на основу из винила.
Кроме компьютера с цветным качественным принтером дополнительно потребуется приспособление для резки магнитов.
Как изготавливают объемные виниловые магниты?
Первоначально создается небольшая скульптура, к которой крепится виниловый магнит.
Производство делится на следующие этапы:
- Подбирается форма. При этом учитывается, что фигурка имеет выпуклость лишь с одной стороны, а с плоской - крепление.
- Выбирается материал. Магниты на виниловой основе часто изготавливаются из акрила, пластмассы, смолы и др.
- Создается заготовка.
- Поверхность фигуры окрашивается.
- К плоской стороне приклеивается магнит.
Подобный бизнес очень прост и практически не требует вложений. Если у обладателя есть оригинальные идеи, то все затраты окупаются практически в один миг. Самое большое требование - закупка качественного оборудования для производства. Это компьютер и цветной принтер (если, конечно, такая техника отсутствует).
Магниты, которые висят у большинства из вас на холодильнике стали одними из самых популярных сувенирных изделий. Их привозят друзьям, вернувшись из отпуска, в качестве сувенира, их вручают коммерческие сервисы в качестве небольшого подарка и напоминания о себе, их покупают детям в виде магнитных букв и пазлов на холодильник, чтобы те в игровой форме учились. Список примеров можно продолжать и продолжать, а вот основа у всех этих изделий одинакова – это магнитный винил.
Не стала исключением и рекламная индустрия. В ней из магнитного винила с печатным слоем, а также из винила с клеевым слоем в сочетании с ферропленкой делают быстросменные рекламные носители для оформления точек продаж. Смонтировать такую рекламу в торговом интерьере быстро и качественно может непосредственно персонал торговых точек. Именно этот способ оформления уже использует ряд крупных международных и отечественных торговых сетей, сокращая затраты на услуги по монтажу.
Кроме того, магнитный винил применяют в дизайне интерьеров, при оформлении школ, детских садов, квартир и офисов. Из него изготавливают магнитные доски, которые дети используют для прикрепления заметок и рисунков, письма маркером или мелом, а учителя и воспитатели размещают на них расписание занятий и важные уведомления. В домашних и офисных интерьерах магнитный винил даёт возможность перемещать объекты, добавляет новое измерение, новые степени свободы и делает дизайн интерактивным.
Как выбрать идеальный магнитный винил, который подойдёт для всех этих нужд? Материал, который не заставит с тревогой задумываться над тем, долго ли прослужит рекламное изделие, понравится ли заказчику интерьерный дизайн, безопасен ли он при использовании в офисных интерьерах, и особенно в детских помещениях. Именно в этом мы и попытаемся разобраться в этой статье
Началась история магнитного винила в далеком… году, когда компания AIC Magnetics разработала технологию производства гибких магнитов. До сих пор материал производства этой компании считается эталоном, однако всё чаще на рынке можно встретить винил альтернативных производителей.
Чем же отличается магнитный винил AIC от конкурентов?
В первую очередь тем, что компания руководствуется высокими стандартами безопасности и надёжности. Оригинальный магнитный винил состоит из феррита стронция и смеси экологичных и безопасных для использования пластиков. Именно это сочетание материалов является наиболее безопасным и надежным для использования. Ферримагнетик феррит стронция придаёт сильные магнитные свойства материалу, а смесь пластиков делает его гибким и удобным в использовании. Некоторые альтернативные производители в целях удешевления материала могут использовать другие менее качественные и более вредные для здоровья компоненты при производстве.
Вместо феррита стронция некоторые конкурирующие с AIC Magnetics производители используют феррит бария. Помимо того, что этот ферримагнетик является более слабым магнитом, он еще и не соответствует стандартам экологичности и безопасности. Соли бария смертельно ядовиты для человека. Винил, который содержит этот компонент, следует использовать с осторожностью, так как долгое нахождение в помещениях с таким веществом может навредить здоровью.
Помимо использования менее качественного ферримагнетика некоторые альтернативные производители используют более дешевую и вредную для здоровья смесь пластиков – второй компонент в составе магнитного винила. Компания AIC Magnetics согласно своей оригинальной и сертифицированной формуле использует смеси экологичных пластиков для придания гибкости магниту. Некоторые фабрики в целях удешевления конечного изделия могут использовать вредные и даже токсичные пластики.
Разобравшись с возможным составом магнитного винила разных заводов, обратим внимание на то, что помимо некачественного сырья некоторые производители нарушают пропорцию, добавляя больше пластика, чем феррита. Так, например, AIC Magnetics производит винил в соответствие со следующей пропорцией: 85-95% - феррита, 5-15% - смесь пластиков. Такое соотношение позволяет добиться необходимой гибкости при сохранении максимальных магнитных свойств. Другие же производители иногда меняют пропорцию до обратного, где большую часть будет составлять дешевый пластик, а меньшую дорогой феррит. Так желание сэкономить и конкурировать с эталонным винилом может сильно отразиться на магнитных свойствах конечного изделия. Будьте внимательны и проверяйте магнитный винил перед закупкой!
Для того, чтобы было проще разобраться и выбрать качественный, долговечный и безопасный для здоровья магнитный винил, мы подготовили несколько советов и методов тестирования, часть из которых можно легко повторить перед принятием решения о покупке на своём производстве или даже в офисе, не сдавая материал в лабораторию.
Тест №1. Запах.
Первым, что можно ощутить, тестируя магнитный винил – это запах. У хорошего винила нет как приятных, так и неприятных ароматов, зато некачественный материал имеет сильно пахнущий неприятный запах пластика. Если вы ощутили подобное, то это означает, что производитель изменил формулу, либо используя некачественные пластики, либо добавив чрезмерное количество пластификатора. Такой винил может иметь слабые магнитные свойства и, самое главное, нанести вред окружающим.
Тест №2. Цвет.
Следующее, на что следует обратить внимание достав магнитный винил из коробки – это его цвет и оттенок. Оригинальный магнитный винил обладает чёрным едва глянцевым оттенком. Но существуют и другие материалы, цвета и оттенки которых могут быть от бледно-черного до ярко-коричневого. Это говорит об использовании производителем другой формулы и компонентов. К сожалению, без лабораторных тестов однозначно сказать сложно являются ли такие материалы хорошими или плохими, но протестировав магнитный винил следующими методами можно сделать вывод о его пригодности для постоянного использования.
Тест №3. Гибкость.
Большая часть магнитного винила продается в рулонах. Витки винила внутри рулона примагничиваются друг к другу и не разворачиваются сами по себе. Так пролежав долгое время винил принимает форму скрученного рулона. Однако при размотке хороший материал должен стать плоским.
Для проверки разложите 1,5-2м магнитного винила из рулона на ровной поверхности. Это может быть пол или длинный стол, или другая удобная вам поверхность. Качественный винил, который имеет в составе хороший пластик в нужной пропорции позволит материалу в центре развернутого куска разогнуться и принять форму поверхности, на которой он лежит. Однако торцы материала должны остаться в несколько приподнятом состоянии, что свидетельствует о том, что пластик в материале присутствует в достаточном, а не чрезмерном количестве. Если же этого не происходит, и центральная часть разложенного куска не принимает форму поверхности или волнится – это означает, что при производстве были использованы некачественные компоненты или нарушена их пропорция. Изделия из такого винила не смогут хорошо примагничиваться, так как они будут неплотно прилегать к металлическим поверхностям.
Если же напротив, разложенная часть материала слишком быстро приняла плоскую форму и торцы полностью легли на поверхность – это означает, что в составе слишком много пластика и мало ферримагнетика. Изделия из такого материала также будут плохо магнититься.
Тест №4. Прочность.
Если технология производства была правильно соблюдена и были использованы качественные компоненты в верной пропорции, то магнитный винил получается очень прочным и плохо поддающимся износу и старению материалом. Однако при должном усилии винил может рваться в одном направлении – вдоль линий магнитных полюсов. Они проходят, чередуясь через каждые пару миллиметров вдоль длины рулоны. Чем чаще чередование, тем лучше обеспечивается сцепление магнитного винила с поверхностью. Проверить хороший материал можно очень просто – нужно попробовать разорвать его. Он должен легко рваться в одном направлении, а во втором лишь растягиваться. Если материал рвется в обоих направлениях – это говорит о нарушении технологии производства и, как следствие, ухудшении магнитных свойств.
Тест №5. Вырубка.
При производстве магнитов финальным процессом обработки является вырубка нужной формы. В случае с крупными производствами используются высокоскоростные тигельные, автоматические или полуавтоматические вырубные пресса и высечки. В случае со средними и небольшими производствами используются небольшие автоматические или ручные прессы и вырубки.
Для тестирования возьмите имеющийся вырубной пресс, например, Эльтон, который идеально подходит для мелких и средних производств, кусок винила удобного размера и произведите вырубку. Сруб должен получиться ровным, без какой-либо стружки по краям.
Тест №6. Качество клеевого слоя.
Для создания сувенирных магнитов клеевой магнитный винил используется в качестве базы, на которую приклеивается изображение. Для оформления интерьеров и точек продаж винил с клеем становится поверхностью, на которой размещают ферропленку с печатью или другие магнитные материалы. Поэтому при выборе винила очень важным критерием является качество клеевого слоя. Разберем составляющие этого критерия по порядку.
У хорошего винила при отсоединении подложки вы увидите однородный и равномерный клеевой слой без проплешин, который при сгибе образует небольшие бороздки. Такие бороздки никак не ухудшают адгезию, а напротив, демонстрируют особенности застывшего клея на акриловой основе. При прикосновении к такому клеевому слою вы почувствуете относительно слабую начальную адгезию, которая должна обеспечить удобство нанесения винила на поверхность или напротив, готового изображения на винил с клеем.
Полная адгезия у качественного клея наступает через 48 часов. Поэтому, если при прикосновении вы ощущаете, что кусок магнитного винила практически намертво к вам приклеился – это означает, что производитель использовал другой клей. Насколько это повлияет на готовые изделия, к сожалению, могут сказать только лабораторные тесты, но такой клей не простит ошибок при неправильном размещении на нём изображения с первого раза.
Еще одним важным компонентом, влияющим на клеевой слой, является подложка, которая должна легко отсоединяться, но в тоже время надежно крепиться к клею и защищать его от попадания влаги. Правильную подложку можно проверить на ощупь – она кажется несколько скользкой с внутренней стороны, что говорит о наличии тонкого слоя ПЕ (Полиэтилена), который позволяет легко отсоединять подложку от клея, не навредив ему. Если же подложка не имеет этого слоя, то на ощупь она, как бумага. Такая подложка при отсоединении может частично отдирать клеевой слой, ухудшая адгезию материала.
Дополнительным показателем качества для клеевого слоя является толщина. У оригинального винила толщина клея составляет 100-120мк, в чём вы сможете убедиться лишь, имея микрометр, который отсутствует на большинстве производств, поэтому здесь вам придётся довериться вашему поставщику или приобрести микрометр.
Малые и средние производства редко могут себе позволить дорогостоящую клеемазательную машину, поэтому им к приобретению рекомендуется магнитный винил с готовым клеевым слоем, который подходит под все возможные применения. Такой материал подходит как для производства магнитов, так и в качестве базы для оформления интерьеров и точек продаж. Толщина клеевого слоя в 0,1мм обеспечит надежное крепление к поверхности и позволит винилу выдержать большой вес, включая собственный и вес материалов закрепленных на нём.
Тест №7. Магнитная сила.
Самая важная характеристика для магнита, однако без специального оборудования или дорогостоящих тестов в лаборатории её объективно не измерить. Поэтому предлагается простой и доступный каждому способ проверки. Просто нанесите вырубленный кусок магнита на металл, если он держится без затруднений и не скатывается вниз под собственным весом, значит он имеет необходимые магнитные свойства для целевого использования, то есть для производства магнитов.
Чтобы проверить пригоден ли магнитный винил для создания рекламных и интерьерных площадей, наклейте кусок винила на любую ровную поверхность, предварительно обработав её очистителем. Если к винилу, наклеенному на поверхность примагничивается несколько слоев ферропленки и один слой магнитного винила, и без затруднений держится на нём – это означает, что материал подходит под такие нужды.
Проделав эти простые тесты перед принятием решения о покупке, вы сможете быть уверены в том, что приобретаете качественный, безопасный и долговечный материал. А ваши клиенты будут уверены в надежности конечных изделий.
В этой статье я хочу рассказать вам о том, как можно изготовить симпатичный магнит с фотографией на холодильник. И не только изготовить, но и выгодно продать.
Сайт мой изначально посвящен сублимационной печати. Но это совсем не значит, что заработать можно только продавая кружки, тарелки, пазлы и прочую сублимационную продукцию. Идей очень много! Это и термотрансфер и изготовление часов с фотопортретом и печать разнообразных календарей и много-много чего еще.
Первая статья о магнитах.
Больше всего в изготовлении магнитов из винила меня привлекает простота (не нужно никакого оборудования) и шикарная накрутка в цене. Судите сами - магнит размером 65 х 90 мм мне обходится меньше чем в 5 рублей. Продаю я его в садиках по 120 рублей!
Магниты бывают разные - пластиковые, металлические, закатные. Мы будем делать магнит на основе магнитного винила. Выглядит он так:
В двух словах - это самая обычная фотография, наклеенная на магнитный винил.
Выбираете любую фоторамку и вставляете фото ребенка. Фоторамку можете нарисовать сами или скачать в Интернете. Не забывайте только об авторских правах. Не все авторы разрешают зарабатывать на своих рамках и шаблонах.
Для изготовления магнита нам понадобятся простейшие инструменты:
Это небольшой отрезок стекла, канцелярский нож и металлическая линейка. И это все? - спросите вы! Да, этого достаточно, чтобы неплохо заработать. Вам даже не обязательно иметь свой принтер. Вы всегда можете заказать фотопечать на стороне. И ваши магниты от этого станут дороже совсем не намного. Позже мы все посчитаем.
Несколько слов о магнитном виниле. Он продается в рулонах, обычно по 30 метров. Такой рулон не только довольно дорог, но и очень тяжелый. А это увеличивает стоимость доставки для тех, кто заказывает винил по почте или через транспортную компанию. Тем у кого есть рядом компания Зенон повезло больше - там продадут хоть полметра магнитного винила. Согласитесь, это очень удобно.
Магнитный винил выпускается разной толщины. Я рекомендую для изготовления магнитов приобретать винил не тоньше 0,7 мм. Магниты из более тонкого винила смотрятся дешево и не солидно.
Также магнитный винил бывает с клеевым слоем и без клеевого слоя. С клеевым слоем имеет защитную пленку и при равной толщине стоит немного дороже.
Вам остается выбрать связку:
Магнитный винил с клеевым слоем + обычная фотография на бумаге
Магнитный винил без клеевого слоя + фотография на самоклеющейся фотобумаге.
Я буду использовать второй вариант. У меня под рукой винил без клея толщиной 0,75 мм и для струйной печати фирмы Privision.
Итак, приступим к изготовлению наших магнитов.
Я думаю, найти симпатичную фоторамку для вас не составит большого труда. Будем считать, что она у вас уже есть. Подгоните фоторамку под нужный вам размер - у меня 65 х 90 мм. С таким размером на листе формата А4 помещается 9 магнитов. Вы, конечно, можете выбрать абсолютно любой размер.
Также вы сфотографировали детей. Осталось вставить фотографии в рамочку. Это легко можно сделать при помощи или .
Кстати, о том, как фотографировать детей в садиках и школах и обрабатывать фотографии скоро на сайте появится большой раздел. Не забудьте , чтобы не пропустить анонс.
Фотографии вставлены, теперь их нужно разместить на листе и распечатать. Можно использовать для этого Фотошоп, мне же нравится CorelDraw. Импортирую по одной фоторамки и размещаю на листе А4. Если заказывают больше одного магнита, дублирую нужное количество раз.
Все фоторамки размещены, самоклеящаяся фотобумага вставлена в принтер. Отправляем лист на печать! Печатаем обычными водными чернилами.
Теперь будем наклеивать фотобумагу на магнитный винил. Его я предварительно режу на листы формата А4. Точнее они получаются чуть меньше - 20,5 х 29 см. Ширина рулона магнитного винила - 61,5 см. Режу поровну на три части. А длину специально чуть уменьшаю, при моих размерах магнитов этого вполне достаточно. Вы тоже постарайтесь все расчитать, чтобы отходов было поменьше.
Чтобы фотобумага легла на винил ровно без пузырей и складок, просто смотрите, как я это делаю и повторяйте.
Сначала переверните лист вниз лицом и по короткому краю самоклейки отогните защитную бумагу примерно на 15 мм.
Теперь переворачиваем лист и, придерживая край с отогнутой бумагой (не давая ему приклеится), располагаем лист ровно на магнитном виниле.
Расположив лист так как нужно, аккуратно приклейте край листа к винилу и хорошо прогладьте сухой мягкой тканью.
Теперь наш лист надежно закреплен на магнитном виниле и никуда не сдвинется. Левую руку помещаем под лист, захватываем край защитной бумаги и начинаем плавно тянуть в сторону, обнажая клеевой слой, а правой рукой с помощью тряпки поступательными движениями вверх-вниз приглаживаем лист к винилу.
Так приглаживаем до конца.
Отложите полученный бутерброд в сторонку на 15 - 20 минут, чтобы клеевой слой хорошенько схватился. Теперь магниты можно нарезать. Идеально для этой цели подходит сабельный резак, но и без него можно прекрасно обойтись.
Металлическая линейка и канцелярский нож - это то, что вам нужно. Чтобы нож резал, а не рвал бумагу на виниле, держите угол наклона ножа как можно меньше к поверхности.
Обновляйте лезвие ножа, отламывая затупившуюся часть. Обычно я это делаю после порезки очередного листа формата А4.
Вот первые девять магнитов готовы.
Каждый магнит я кладу в отдельный пакетик. У меня они 75 х 120 мм. Этот пакетик стоит копейки, а родителям индивидуальная упаковка очень нравится.
Вот и весь процесс. Как видите, ничего сложного. А теперь давайте немного посчитаем.
Магнитный винил без клея толщиной 0,75 мм я купил по 310 рублей за погонный метр (ширина 0,61 см), что составляет 504 рубля за квадратный метр или 30,3 рубля за лист А4 (округлим до 31 рубля).
Самоклейку я купил по 100 рублей за 20 листов формата А4. Значит один лист стоит 5 рублей.
31 + 5 = 36 рублей.
36 рублей: 9 магнитов = 4 рубля за штуку!
Напомню, что продаю я их по 120 рублей. Знаю, что некоторые продают подобные магниты за 150 рублей.
Теперь пара слов о качестве. У водных чернил есть серьезный недостаток - они довольно быстро выгорают. Особенно совместимые чернила. Если холодильник ваших клиентов находится у окна, то магнит на его дверце может потускнеть за год. В этом случае я посоветую вам печатать фотографии в фотолаборатории и клеить их на винил с клеевым слоем. При таком раскладе себестоимось вашего магнита вырастет на 2 - 3 рубля, но он не потускнеет за долгие годы.
Как вариант, магнит можно покрыть тонким холодным ламинатом (ламинирующей пленкой). Это немного усложняет процесс, но магнит выглядит просто великолепно!
Еще можно приобрести недорогой обрезчик углов и красиво обрезать уголки ваших магнитов.
Одним словом, я дал вам идею. Как вы реализуете ее на практике всецело зависит от вас. Теперь и вы знаете, как изготовить магнит с фотографией. Поверьте на слово, такие магниты пользуются в детских садах и школах постоянным спросом!
Эластичный полимерный материал, в состав которого входят: магнитный порошок (ферриты) полимерные материалы, пластификаторы. Поставляется с липким клеевым слоем (самоклеющийся) и без клеевого слоя, с покрытием для струйной печати, а также с белым или цветным покрытием для печати сольвентными и УФ закрепляемыми красками.
Магнитный винил характеризуется удерживающей силой, которая примерно пропорциональна толщине листа. Толщины магнитного винила от: 0,3 мм, до 2 мм. Тонкий магнитный винил используется для крепления легких бумажных изделий, толстый например для крепления достаточно массивной керамики.
Процесс изготовления состоит из следующих этапов:
1. нанесение или печать изображения на бумаге, пластике, керамике или металле
2. односторонняя ламинация напечатанного листа или лакировка (в случае использования бумаги),
3. приклеивание этого листа к магнитному винилу, вырубка формы.
Области применения магнитного винила - реклама, сувениры, изготовление макетов и наглядных пособий:
Как выбрать материал для магнита???
Для изготовления постоянного магнита, конечно же, недостаточно взять кусок магнитнойруды природного происхождения. Современные материалы для магнитов должны удовлетворять требованиям к каждому конкретному изделию. Чтобы понять, какой материал нужен для того или иного постоянного магнита, нужно ответить на несколько вопросов:
- Какие магнитные свойства материала необходимы?
- Какие требования предъявляются к физическим свойствам материала?
- Какие температуры должен выдержать магнит?
- Каковы требования к стоимости магнита?
Сегоднядля изготовления магнитов используют самые различные материалы. Это альнико,ферриты,сплавы самарий-кобальт, неодим-железо-бор, железо-хром-кобальт, а так же материалы в виде смеси магнитного порошка и какого-либо связующего компонента. В качестве связующего материала могут выступать каучук, пластик и материалы на основе эпоксидной смолы.
Каждый из вышеперечисленных материалов имеет и преимущества и недостатки. Свойстваматериалов являются основой при изготовлении магнитов для разных целей.
Начнем осмотр магнитных материалов из одного из старейших...
1. Магниты-альнико AlNiCo
Используемый ещё со времён второй Мировой Войны, он имеет неоспоримыеположительные качества по сравнению с другими материалами. У него может быть очень высокая остаточная намагниченность Br, изменяющаяся от 6700 до 13500 Г . Температура, при которой материал полностью теряет свои магнитные свойства (Температура Кюри) у этого материала примерно 840 0 С, температурная стабильность данного материала очень высока. Температурный коэффициент индукции и других магнитных характеристик составляет 0,02 (% / 0 С), меньше чем у многих других доступных материалов. Другим важным свойством альнико являетсявозможность формирования в материале магнитного поля большой кривизны. Знаменитая форма Альнико - форма подковы,этоискривленный магнит с северным и южным полюсами, выровненнымитак, что они могут, например, поднимать стальной стержень.
Из недостатков нужно отметить, что Альнико очень жесткий и хрупкий материал. Он может быть обработан только полированием, шлифованием или электроэрозионной обработкой. Это создает трудности при использования в составе изделия. Также у Альнико низкая коэрцитивная сила, изменяющаяся в пределах 0.64-1.9 кЭ.
2. Ферриты (ферриты бария, кобальта, стронция..)
Самый дешёвый на сегодняшний день магнитный материал - феррит (керамика).
У этого материала умеренно высокие значения Hcb и Hci (от 2,500 до 4,000 G ), что значительно выше, чем у Альнико. Его электрическое сопротивление также очень высоко. Керамические материалы обычно являются диэлектриками, тогда как практически все магнитные материалы имеют умеренную электрическую проводимость.
К недостаткам ферритовых материалов можно отнести более низкую температуру Кюри (около 450 0 С), а также низкую температурную стабильность. Температурный коэффициент ферритовых материалов составляет 0,2 (% / 0 С), т.е. они в 10 раз менее стабильны, чем Альнико (-0,02 (% / 0 С)).
Ферритовые материалы давно применяются в производстве электродвигателей, где необходим магнитный материал с высокой коэрцитивной силой, а она дляданного материала изменяется в пределах от 2,500 до 4,000 G , что вполне достаточно для электроприводов постоянного тока, применяемых в промышленности.В настоящее время ферриты стали широко применяться в автомобильных двигателях постоянного тока, стеклоподъёмниках, вентиляторах, антенных моторах и т.д. Электроприводы в автомобилестроении - основная поддержка магнитного бизнеса вот уже почти 40 лет.
Главноедостоинство ферритов это их низкая цена. Но не следует также забывать о высокой химической стабильности к окислению, чтопозволяет ферритам сохранять свои свойства и внешний вид без всякого покрытия в течение десятилетий.
3. Магниты самарий кобальт (SmCo)
В конце 70-х годов прошлого века в Дэйтонском университете в рамках одного из проектов ВВС СШАбыл использован материал самарий-кобальт (SmCo). Энергия магнитного поля этого материала оказаласьболее высокой, чем у Альнико, а температурная стабильность - замечательной. В то же время, это самый дорогой из имеющихся магнитных материалов.
Достоинством магнитов SmCo является высокая остаточная намагниченность Br (до 11.5 кГ ), коэрцитивная сила Hci (от 5,5 до 25 кЭ) и высокая температура Кюри.
Известны две марки SmCo: 1:5 -сплав, у которого температура Кюри 750 0 С, и 2:17 - сплав с температурой Кюри 825 0 С.
Магниты SmCo обладают хорошей температурной стабильностью 0,035 (% / 0 С), их температурный коэффициент индукциибольше, чем у Альнико.
Недостатками магнитов SmCo являются их высокая стоимость и хрупкость.Высокая цена материала обусловлена использованием в нём дорогих редкоземельных металлов. В частности, технология очистки самария достаточно дорога, так же, как и кобальта достаточно дорога.
Из сплавов - 1:5 и 2:17 - менее дорогим (на 10-15 %) является сплав 2:17, поскольку в нем небольшая частькобальта замещена железом, и содержание самарияменьше, чем в чистом сплаве 1:5. Выпуск магнитов из сплава 2:17 пока на 50 % выше, чем из сплава 1:5. Разработанные из сплава 2:17 магнитные системы имеют большую магнитную энергию, при этом сплав 2:17 производит ту же работу, что и сплав 1:5, и имеет меньшую стоимость.
Второйнедостаток материала SmCo - это его хрупкость. Заказчикам обычно советуют иметь магниты SmCo с фасками радиусом скругления в 1 мм.
Однако, во многих военных разработках, где требуется стабильность и надёжность, а цена имеет меньшее значение, магниты SmCo сменили Альнико.
4. Магниты неодим железо бор (NdFeB)
Производители стали искать магнитный материал, который обладал бы такой же магнитной энергией, как SmCo, но имел существенно более низкую стоимость. Было установлено, что у сплавов NdFeB очень высокое энергетическое произведение - вплоть до 50-55 MG*Oe- при значительно меньшей цене, чем цена SmCo. Научные исследования нового магнитного материала - неодим-железо-бор (NdFeB) - начались с 80-х годов прошлого века, а его широкое применение в промышленности - с 1984 года.
МагнитыNdFeB обладают широким диапазоном рабочих температур (от -40 0С до +150 0С), некоторые их виды можно использовать вплоть до 200 0С.
Температурная стабильность магнитов NdFeB меньше, чем у магнитов SmCo - их температурный коэффициент магнитной индукции изменяется от 0,07 до 0,13 (% / 0С) (для сравнения0,035 (% / 0С) у SmCo). Вследствие этого при температурах более 180 0С магниты SmCo могут создавать большие значения магнитного поля, чем магниты NdFeB.
Чтобы избежатькоррозии, сплав NdFeBпокрывают цинком, никелем, медью или комбинацией этих материалов. Кроме того, во избежание возникновения химически нестабильных соединений в структуре сплава процесс изготовления проводится в отсутствие воздуха.
NdFeB имеет низкую температуру Кюри - примерно 310 0С, которая может быть повышена добавлением кобальта. Однако, использование кобальта ведет к удорожанию материала.
В настоящее время магниты NdFeB очень широко используются в двигателях электроприводов в компьютерной технике благодаря своим высоким энергетическим магнитным характеристикам. В 80-х годах прошлого века для этих целей использовались ферритовые магниты, позже - магниты из SmCo. Использование более сильных магнитов позволяет сделать привод диска более миниатюрным. Устройства считывания и записи информации, так называемые VCM, а также все дисковые и шпиндельные моторы используют спеченные магниты неодим железо бор. Примерно 60 % использующегося в промышленности магнитного материала NdFeB применяется в приводах компьютерных дисков.
Подверженность коррозии NdFeB вынуждает наносить на магниты покрытие. Окраска, покрытие эпоксидной смолой хороши в качестве защиты от окисления, но добавляют лишний слой между магнитом и другими частями изделия. Этот слой вызывает дополнительное магнитное сопротивление в цепи, подобно сопротивлению в электрической цепи. Покрытия никелем и цинком наиболее выгодны из-за возможности нанесения слоя очень малой толщины. Никель особенно эффективно защищает магнит от воздуха и влажности благодаря своей герметичности. Кроме того, это один из наиболее дешевых методов защиты от окисления. Как правило, толщина покрытия никелем не превышает 15-20 мкм.
В настоящее время магниты NdFeB могут производиться с присадками из различных материалов, такими как диспрозий, кобальт, ниобий, ванадий, галлий и т.д., что ведет к улучшению стабильности магнита с температурной и коррозионной точек зрения. Эти модифицированные магниты могут быть использованы до температур +220 0С.
5. Магнитопластыилиполимерные магниты
Магнитопласты изготавливаются посредством смешения магнитного порошка и какого-либо связующего компонента. В качестве связующего вещества могут применяться каучук, акрил, полиамид, термопластик, пластик, винил, эпоксидная смола, PPS и др.
Магнит изготавливается из смешанной массы следующими способами:
Прокаткой в сплошное полотно посредством прессования между двумя катками (каландрованием).
Нагретая масса формируется путём выдавливания через отверстие определённого сечения (выдавливание).
Нагретая масса впрыскивается в матрицу, где охлаждается до отвердения, затем матрицу открывают и извлекают отливку (метод отливки).
Покрытый магнитный порошок помещается в полость матрицы и плотно сжимается под высоким давлением (прессование под давлением).
Магнитопласты обладают физическими свойствами, типичными для связующего материала. Каучуковый магнитопласт гибкий, не крошится и не ломается. Магнитопласты на основе эпоксидной смолы имеют хорошее сопротивление воздействию масел, бензинов и обычных растворителей. Основныесвязующие материалы имеют следующие характерные особенности:
Предел использования по температуре, соответствует температуре, при которой связующий материал теряет твердость (150-180 0 С).
Негерметичность, из-за которой внутрь материала могут проникать вода и воздух, которые воздействуют на магнитные свойства материала.
Связующее вещество может набухать, впитывать влагу и как следствие, изменять свои размеры и терять прочность.
Правильный выбор связующего материала может быть важен для минимизации негативных эффектов.
Латунь, алюминий, сталь и даже высокотемпературные пластики могут быть использованы в процессе прессования данных магнитов, когда магнитные соединения формируются за счет перемешивания магнитного порошка и связующего материала.
Если добавлятьв форму для литья два компонента, то можноизготовить продукт, содержащий два различных материала. Это могут быть два магнитных материала или смесь магнитных материалов и пластика. Существует разновидность этого процесса, называемая многошаговым литьевым вспрыском, когда разнородные материалы прессуются последовательно. Часто с точки зрения магнитных свойств эта технология дает лучшие результаты, чем одновременное прессование.
Описанные процессы позволяют создавать как простые, так и очень сложные формы магнитов; с прямой, радиальной и многополюсной намагниченностью.
Рабочие температуры магнитопластов низки по сравнению с рабочими температурами спеченных магнитов. Использование разных магнитных порошков позволяет получить «гибридный» магнит, обладающий тем или иным набором свойств. Особенно полезны гибриды, представляющие собой смеси ферритового порошка с небольшим количеством редкоземельного порошка, обычно NdFeB. Разное процентное соотношение компонентов такого гибрида позволяет получить необходимые характеристики.
Один из недостатков магнитопластов - верхний температурный предел использования, определяемый температурным состоянием связующего материала. Эта величина обычно составляет от 80 0С до 220 0С. Полифенильный сульфид (PPS) обладает высокой температурой эксплуатации с минимальной абсорбирующей способностью и высоким сопротивлением вредному воздействию масел и других нефтепродуктов. В автомобильной промышленности уже начато изготовление магнитов с применением PPS. Хорошие результаты даёт также использование в качестве связующих компонент Нейлона 6 и 12.
Термоэластичные магнитопласты имеют верхний предел использования по температуре около 80 0 С.
При производстве магнитопластов и магнитоэластов используются порошки NdFeB, ферриты, Альнико и SmCo, а также их различные комбинации.
Одной из наиболее перспективных сфер применения магнитопластов является создание компактных и высокоэффективных электрических двигателей и приводов, а также различного рода датчиков. Возможность создания магнитов самой сложной формы и высокой намагниченности, а также хорошие механические свойства - основные конкурентные преимущества магнитопластов.
Как же выбрать магнит?
Основных критериев выбора два - стоимость и температурная стабильность.
Стоимость магнита почти всегда является основным критерием выбора. Цена является одной из основных величин, характеризующих магнит вместе с такой информацией, как тип материала, размер, форма, направление намагниченности и т.д.
Предлагается следующая схема выбора магнита:
В первую очередь рассматривайте ферритовые магниты из-за их низкой стоимости
В том случае, если особенно важна эффективность, используйте редкоземельные магниты на основе NdFeB.
В том случае, если необходима высокая надежность и стабильность, применяйте магниты на основе SmCo или монокристаллические магниты AlNiCo.
Если магниты должны быть длинными (относительно их диаметра или ширины), выбирайте Альнико. Короткие магниты делайте из ферритов и семейства редкоземельных магнитных материалов.
Маленькие магниты сложной формы и намагниченности делайте из магнитопластов.