從風力渦輪機和電動機，到傳感器和磁力開關系統，永磁體有許多電氣方面的應用。永磁體的製造工藝通常會涉及到燒結或注射成型。但是，由於電子器件日益小型化，要求也更加嚴格，對磁性元件的幾何形狀提出了要求，而傳統的製造方法通常難以達到要求。不過，增材製造技術具有很強的靈活性，從而能夠生產出符合相關應用需求的永磁體。
量身定製
近日，格拉茨大學、維也納大學等機構的研究人員合作，利用雷射3D列印技術，成功地製造出超級磁鐵。該方法使用的是磁性材料的粉末，加以熔化，分層列印，讓粉末得以粘結在一起，從而得到由純金屬製成的元件。
我們知道，如果密度和微觀結構控制得好，就可以有效地利用材料，根據具體應用情況來精確地調整磁體性能。目前，3D列印已經能夠列印出相對高密度的磁體，不過，研究團隊仍在探索如何控制磁體的微觀結構。
研究者最開始將重點放在了製造釹或釹鐵硼磁體上。由於具有獨特的化學性質，很多高性能永磁體都是以稀土金屬釹為基礎。而永磁體是許多重要領域（包括計算機、智慧型手機等）中應用的關鍵組件。但是在其他應用領域，比如電力制動器、磁力開關、某些電動馬達系統，釹鐵硼磁體的強勁性能並不是必需的，而且人們也不希望有這麼強勁。
尋找稀土的替代品
因此，科學家們改用其他材料，即用Fe-Co磁體進行3D列印。從以下方面來看，Fe-Co磁鐵有望替代釹鐵硼磁鐵：
①稀土金屬的開採是資源密集型的，從可持續角度來看並不具有持續的吸引力，而且這種金屬的回收還處於起步階段。但是，Fe-Co磁體對環境的危害則更小。
②稀土金屬在較高溫度下會失去磁性，而特殊的Fe-Co合金則可在200~400℃的溫度下，繼續保持磁性，並且表現出良好的溫度穩定性。
研究人員表示，理論計算表明，Fe-Co材料的磁性可以提高2或3倍。鑑於3D列印對產品形狀的靈活性支持，相信通過廣泛合作、深入研究，在不必要使用釹鐵硼磁體的領域，有望開發出替代釹鐵硼的磁性材料。
該論文已發表於Materials雜誌。