HardMagnet3D | Impression 3D d’aimants permanents NdFeB

Renforcer la chaîne de valeur européenne des aimants permanents grâce à la fabrication additive

HardMagnet3D répond au besoin stratégique d'une production européenne résiliente d'aimants permanents. Les aimants permanents sont essentiels pour des secteurs tels que l'automobile, l'aérospatiale, l'automatisation et l'électronique. Pourtant, l'Europe reste fortement dépendante des chaînes d'approvisionnement hors UE. Le projet développe des procédés de fabrication additive pour les aimants au néodyme-fer-bore (NdFeB), à la fois liés et entièrement métalliques, afin de renforcer la chaîne de valeur européenne des aimants.
 

Groupe cible

Ce projet s’adresse aux fabricants de moteurs et générateurs électriques. Il cible également les concepteurs et responsables d’applications qui ont besoin d’aimants permanents avec des géométries spécifiques à leur application.

Secteurs clés :

• Automobile et e-mobilité
• Automatisation industrielle et robotique
• Aéronautique
• Applications d’entraînements à haute vitesse
   

Contexte

Les aimants NdFeB se distinguent par leur forte rémanence (capacité à conserver l’aimantation) et leur haute coercivité (résistance à la démagnétisation). Ils sont aujourd’hui principalement fabriqués par frittage. L’Europe dépend fortement de fournisseurs hors UE pour les matières premières et les aimants finis. Cette dépendance, adressée par le Critical Raw Materials Act de l’Union européenne, crée des risques économiques et stratégiques. 

La fabrication additive ouvre de nouvelles perspectives. Elle offre une grande liberté de conception, permet une production locale et à la demande, et réduit les pertes de matière. Elle rend également possibles des géométries spécifiques, difficiles, voire impossibles, à obtenir avec des procédés conventionnels.

Les solutions additives actuelles présentent néanmoins des limites en matière de performances magnétiques et de stabilité des matériaux. HardMagnet3D relève ces défis en combinant ingénierie de surface des poudres, procédés avancés de fabrication additive et caractérisation magnétique approfondie.
 

Objectifs & résultats

L’objectif principal est de permettre la fabrication additive d’aimants NdFeB adaptés aux machines électriques.
Le projet vise à :

• Développer des poudres NdFeB revêtues adaptées à la fabrication additive
• Atteindre des niveaux compétitifs de rémanence et de coercivité via modélisation par dépôt de fil fondu (FDM) et fusion laser sur lit de poudre (LPBF)
• Démontrer des formes complexes et des géométries sur mesure
• Valider les performances sur un banc d’essai de machine électrique à flux axial

Principaux résultats attendus :
Les entreprises participantes auront accès à :

• Des aimants démonstrateurs produits par FDM (aimants liés) et LPBF (aimants métalliques)
• Un banc d’essai validé de moteur à flux axial avec géométrie d’aimant optimisée
• Des lignes directrices de procédé pour la fabrication additive d’aimants NdFeB
• Des recommandations sur le choix des matériaux et des revêtements
• Des rapports techniques sur les performances magnétiques et thermiques
   

Approche

1. Préparation des matériaux et ingénierie de surface
   Développement de poudres NdFeB revêtues par PVD et PECVD afin d’améliorer leur coercivité et leur mise en œuvre industrielle.
2. Fabrication additive
   Procédés via FDM (aimants liés) et fusion laser sur lit de poudre (aimants métalliques), avec optimisation des paramètres.
3. Caractérisation
   Caractérisations magnétiques, microstructurales et thermiques afin d’établir le lien entre paramètres procédé, structure du matériau et performances.
4. Démonstration
   Intégration des aimants imprimés dans une machine synchrone à aimants permanents à flux axial. Le banc d’essai valide les performances et quantifie la valeur ajoutée des géométries complexes. 

Financement

• Type de project : Recherche collective CORNET