Удивительные свойства программируемых полимагнитов


    Магнитное поле обычного магнита (слева) и двух полимагнитов

    Американская компания Polymagnet уже несколько лет выпускает магниты с произвольной формой намагниченного материала — полимагниты. Они кардинально отличаются от обычных магнитов и обладают различными свойствами, которые задаются перед печатью. Например, такие магниты могут автоматически выравниваться друг относительно друга или удерживать заданное расстояние друг от друга (в миллиметрах), отталкиваясь при сокращении этого расстояния (аналог защёлки) или, наоборот, сближаясь при превышении расстоянии, но не прикасаясь друг к другу (аналог пружины), демонстрацию см. под катом.

    Главное, что вы задаёте произвольные свойства в программном редакторе, а потом за несколько минут печатаете нужный магнит. Свойства магнита выбираются из каталога заранее запрограммированных полимагнитов или задаются произвольно.

    Полимагниты примерно в 5 раз мощнее обычных магнитов, поскольку у них энергия поля сконцентрирована возле поверхности. Южные и северные полюса в произвольном количестве могут быть на одной стороне полимагнита.



    Автоматическое выравнивание


    Магнит-защёлка


    Магнит-пружина


    Магнит-пружину можно запрограммировать так, например, что магниты сближаются друг с другом, но не соприкасаются, пока один из них не повернуть на 180º. После защёлкивания магниты уже трудно оторвать друг от друга, если опять не повернуть один из них на 180º. Такую конструкцию можно использовать, например, в магнитных замках.

    Две части магнитного замка


    Намагниченный слой наносится на металл с помощью мощной намагничивающей катушки специального принтера вроде MagPrinter. Он чем-то напоминает 3D-принтер, только «печатает» не пластиком или металлом, а магнитным полем. Но здесь тоже произвольная форма задаётся в компьютерном редакторе.



    Необычные свойства полимагнитов демонстрируют инженеры компании Polymagnet в передаче Smarter Every Day.



    Можно представить разные области применения полимагнитов: замки и защёлки в дверях и мебели, точно спозиционированное присоединение друг к другу гаджетов и другой электроники, магнитные муфты, крепёж в автомобильном транспорте и велосипедах, крепёж полок и других элементов мебели друг к другу (вместо шурупов), разнообразные игрушки, конструкторы и многое другое.
    Поделиться публикацией

    Похожие публикации

    Комментарии 75
      0
      Будет довольно быстро сам себя размагничивать, но штука забавная.
        +2
        Если не греть, то не будет.
          0
          Как, впрочем, и любой магнит.
        –1
        хм… какраз недавно обсуждали как кровать левитирующую сделать чтоб не переворачивалась…
          +3
          Согласно Теореме Ирншоу, тут как не извращайся с поляризацией, на одних только магнитах левитировать не получится.
          https://ru.wikipedia.org/wiki/Магнитная_левитация
          https://ru.wikipedia.org/wiki/Теорема_Ирншоу

          Не зря у них магниты в видео не свободно совмещаются, а на оси.
            0
            "Всякая равновесная конфигурация точечных зарядов неустойчива, если на них кроме кулоновских сил притяжения и отталкивания ничто не действует."
            Если кровать подвесить на магнитах, прикрепленных к полу и стенам, то вполне получится. Потому что при этом будут действовать не только кулоновские силы, но и силы реакции опор. Даже не придётся нарушать теорему.

              0
              В таком случае в равновесии будут пребывать только закрепленные на полу и стенах магниты, а вот на саму кровать (закрепленные на ней магниты) силы, воздействующие на закрепленные на стенах и полу магнитах, будут действовать опосредованно, через магнитные силы. И, к сожалению, магниты на кровати вместе с самой кроватью в равновесии находиться не будут.
                0
                На кровать ещё действует сила тяжести, например.
                Это как на пружины поставить. Можно подобрать такую конфигурацию, при которой кровать будет отталкиваться от магнитов, прикрепленных к полу и стенам, и не перевернётся.
                Чем магниты принципиально отличаются, например, от пружин??
                  +1
                  Хотя бы тем, что модуль вектора силы, оказываемой пружиной на объект, прямо пропорционален модулю вектора смещения объекта от точки покоя, а у магнитов — обратно пропорционален.
                    0
                    Каюсь, не уточнил. Магниты нужно ориентировать одноименными полюсами друг к другу. Чтобы они не притягивались друг к другу, а отталкивались. Тогда и вектор силы будет вести себя так же, как у пружины. Чем сильнее давишь, тем сильнее давят в ответ.
                      +1
                      Да нет же, не так же. У пружины будет точка равновесия, в которой вектор при сжатии будет направлен от основания, а при растяжении — к основанию. А у магнитов вектор направлен в одном и том же направлении вне зависимости от расстояния между ними.
                        –1
                        А тут будет система магнитов, которые давят снизу и с боков. Главное правильно расположить. Сверху давить не нужно, тут помогает сила тяжести.
                        Поезда Маглев парят в магнитном поле и не падают.
                          +1
                          > Главное правильно расположить
                          Когда расположите, ну или расчет приведёте — тогда это будет предметный разговор. А пока что кроме интуитивного «чую, что можно» за вашими словами ничего не стоит.

                          > Поезда Маглев парят в магнитном поле и не падают.
                          Там динамическая устойчивость, реализованная при помощи кучи датчиков и постоянной подстройки конфигурации поля. Или вы считаете, что там врубили ток помощнее, и всё, дело сделано, поезд повис?
                –1
                Пожалуйста, в вакууме в невесомости так и есть, а если вам нужно внутри объекта и при наличии гравитации что то подвесить — то почему нет!
                Я даже пытался нарисовать пример левитирующей конструкции — https://habrahabr.ru/company/medgadgets/blog/233299/#comment_7866807 но меня как обычно тут на хабре заминусовали (потом правда немного того, обратно).
                Давайте я вам совсем тупой пример приведу:
                Полусфера, ака миска — внутрь плюсом (вся поверхность, точнее нам важна каемка), в нее складываем меньшую полусферу (так же ориентированной) с намагниченной каемкой с плюсом наружу…
                При соответствующих размерах и весе конструкция будет равновесной (но может вращаться вокруг своей оси, но это так же фиксируется магнитами на дне этих мисок).
                Почему полусфера а не кольцо? тут важен центр масс ниже кольца магнитов...
                  +1
                  Ну вы бы хотя бы удосужились с теоремой-то ознакомиться, хотя бы поверхностно.

                  Она справедлива не сугубо для кулоновских, а, что логично, для всех сил, подчиняющихся закону Кулона. И гравитация, внезапно, является таковой. Так что меня удивляет тот факт, что ваш пост по ссылке в плюсах.

                  А нарисовать я вам и демона Максвелла могу, бумага, она такая — все стерпит.
                    +1
                    в вакууме в невесомости так и есть, а если вам нужно внутри объекта и при наличии гравитации что то подвесить — то почему нет!
                    Так гравитация тоже подчиняется этому закону. Простой мысленный эксперимент: представьте невесомость, а гравитацию замените ещё одним большим магнитом, чтобы получилась чисто магнитная система.
                  0
                  ага именно поэтому тут используется комбинация ферромагнетиков и диамагнетиков для формирования неоднородного поля произвольной формы…

                  Ирншоу нам немного про другое говорит, но я объясняю ещё хуже чем википедия..

                  ванна и эллитический тор должны работать… впрочем тут явно можно рассчитать что поэффективнее.
                    0
                    С диамагнетиками много чего можно, но я не вижу их упоминания в данной технологии.
                    Не там смотрю? Буду благодарен, если укажете, где проглядел.
                      0
                      зачем действовать в рамках одной технологии если можно действовать в рамках комбинации технологий?
                      тут собственно в новости только ПО для обсчёта полей произвольной конфигурации интересное...
                        +1
                        Вы предлагаете делать сверхпроводящую кровать или прикладывать поля такой напряженности, чтобы воспарила деревянная?

                        Даже если отбросить чисто технические вопросы к возможности реализации подобного, то я бы не рискнул спать на такой кровати.
                          0
                          или прикладывать поля такой напряженности, чтобы воспарила деревянная?

                          Зачем тогда кровать? Подошел к нужному месту и пари :)
                            0
                            я не предлагаю, мне интересно какой вариант окажется первым… не более того.
                              +1
                              Диамагнитная восприимчивость на многие порядки меньше ферромагнитной. Соответственно, чтобы заставить воспарить диамагнетик нужно в дофига раз больше энергии, чем для ферромагнетика. Не стоит оно того.
                                0
                                если бы стоило, то уже бы сделали..
                                  +1
                                  для исследования воздействия магнитного поля и невесомости на живую мышку — уже сделали.
                                    +1
                                    Вот видео с лягушкой, парящей в магнитном поле
                    0
                    А можно сделать магнит с 3 северными полюсами, и без южных вообще?
                      +3
                      Число полюсов должно быть обязательно четное
                        +14
                        Ладно, черт с ним, — пусть делают 4 северных полюса.
                          +6
                          Вот он, пример неправильной постановки задачи :)
                          –1
                          А разве нельзя несколько одинаковых полюсов в одну точку? Например, три северных полюса — раздельно, а три южных полюса сведены в одну точку — в один южный полюс.
                            –1
                            Три (четыре) южных полюса по кругу, между ними — 1 северный. Так не получится?
                            +1
                            «без южных вообще» — это уже монополь, а не магнит. И в присутствии монополя — протон (по теориям) распадается.
                              +14
                              … и чтобы один – в форме котёнка?
                                0
                                Штука называется «магнитный монополь», на данный момент его не нашли
                                  0
                                  Помнится читал книгу/смотрел фильм/аниме где дети нашли монополь, никто не подскажет как оно называлось?
                                    0
                                    Robotics;Notes — аниме. Но ещё была какая-то не связанная с этим книга, где монополь тоже фигурировал.
                                    +7
                                    И не найдут, пока у нас есть Федеральная Антимонопольная Служба.
                                  0
                                  Магнитный замок и без этого аппарата можно было сделать. Достаточно ключ выполнить с выемками под отдельные магнитики. В одни из выемок помешать магнитики, в другие — нет. И в двоичном коде задавать число.
                                    0
                                    Вообще говоря, магнитные замки уже существуют. Evva MCS например.
                                    Принцип сходен с обычным цилиндровым замком.
                                    +6
                                    «Сколько уже времени он с этими «пустышками» бьется, и, по-моему, без всякой пользы для человечества. На его месте я давным-давно бы уже плюнул и чем-нибудь другим занялся за те же деньги. Хотя, с другой стороны, если подумать, «пустышка» действительно штука загадочная и какая-то невразумительная, что ли. Сколько я их на себе перетаскал, а все равно, каждый раз как увижу — не могу, поражаюсь. Всего-то в ней два медных диска с чайное блюдце, миллиметров пять толщиной, и расстояние между дисками миллиметров четыреста, и, кроме этого расстояния, ничего между ними нет. То есть совсем ничего, пусто. Можно туда просунуть руку, можно и голову, если ты совсем обалдел от изумления, — пустота и пустота, один воздух. И при всем при том что-то между ними, конечно, есть, сила какая-то, как я это понимаю, потому что ни прижать их, эти диски, друг к другу, ни растащить их никому еще не удавалось.»
                                      +2
                                      Но ведь была еще и не пустая…
                                      но ведь я.жепег
                                      0
                                      «только печатает не пластиком или металлом, а магнитным полем»
                                      Что значит печатает магнитным полем?
                                        +1
                                        Двигают соленоид и меняют ток подаваемый на него, хорошо бы ещё лазером подогревать место перед тем как намагнитить.
                                        В идеале надо порошок упорядочить магнитным полем спечь, а потом уже магнитить, но видимо до такой технологии они пока не дошли.
                                          0
                                          Если подогреть, магнитные свойства потеряются, их можно вернуть внешним полем но уже не будет перпендикулярности поверхности. А "перевернуть" направление поля можно приложением внешнего поля больше некоторого порога. При этом перпендикулярность останется, даже если внешнее поле неортогональне (а по краям соленоида так и будет). Кстати, так делают магнитные захваты, не требующие тока на удержание.
                                            +1
                                            Греть можно, если сначала прекращать нагрев, и лишь затем снимать магнитное поле. При этом источник магнитного поля может быть неподвижным и воздействующим сразу на весь объект, а перемагничиваться он будет лишь в области нагрева. Таков принцип действия минидиска.

                                              0
                                              Да, тоже вариант.
                                            +1
                                            Там не спекают. Там просто намагничивают зонами болванку. ХДД в макромасштабе, проще говоря.
                                          +1
                                          Интересно, можно ли ими смоделировать химические свойства атомов и молекул (особенно биоболекул)? Хотя бы двойную спираль ДНК. Хороший бы конструктор получился.
                                            +1
                                            Если есть постоянные полимагниты, то наверное можно создать полиэлектромагнит, набрав определённое количество катушек с сердечниками, объединить в конструктив. В таком случае свойствами магнита можно будет управлять, подавая различный ток на обмотки (или просто разное число витков на каждой).
                                              +2
                                              И вы изобретёте головку матричного принтера :)
                                              0
                                              а кто подскажет, как правильно называется этот лист, чтоб видеть магнитное поле? и может его можно где-то купить?
                                                +1
                                                на последнем видео эту пленочку назвали magnetic viewing film
                                                  0
                                                  спасибо
                                                    0
                                                    Бутылка со стальными опилками, плавающими в масле, ничуть не хуже. Она не плоская, в отличие от этой плёнки, зато можно самому сварганить.
                                                  –1
                                                  Я правильно понимаю, что с помощью таких штук можно сделать статическую магнитную левитацию без использования сверхпроводимости/охлаждения?
                                                    0
                                                    Тоже интересует этот вопрос, но вроде бы нет. Иначе её добились бы раньше, ведь по сути это куча отдельных магнитов на одном носителе, что можно сделать простым склеиванием их в нужном порядке.
                                                    Да и по видео, где магнитная пружина и защёлка, видны направляющие.
                                                      0
                                                      Но ведь они делают "самовыравнивающиеся" магниты. И магниты, которые держат нужное расстояние. Думаю, что две этих фичи вполне можно объединить...
                                                        0
                                                        Думаю, что если это было бы возможно, то нам бы это точно уже показали, ибо вау-эффект был бы очень хороший.
                                                          –1
                                                          Магнитную левитацию без сверхпроводимости делают очень давно. Есть два способа: один с электромагнитом и датчиком обратной связи (но такой прибор требует электропитания), а другой — с незаметной, не бросающейся в глаза точкой опоры.
                                                            +1
                                                            Это всё не то, первое — управляемая система, второе обычный фокус.
                                                            Речь именно о честной левитации на постоянных магнитах.
                                                            0
                                                            Ладно, исправляюсь: магнитная левитация без сверхроводимости, обратной связи и опор возможна, если она диамагнитная.
                                                      0
                                                      Должно быть удобно для применения в деле изготовления динамиков. Раньше были популярны изо/ортодинамческие звукоизлучатели для наушников из отдельных магнитов, с такой технологией, возможно, придумают что-нибудь поинтереснее.
                                                        0
                                                        Динамиков — да, широкое поле деятельности открывается. Плоские, фигурные разные (например, повторяющие контуры платы), с необычными АЧХ.

                                                        +5
                                                        Примерно год назад баловался «разрабатывая» технологию 3D печати — фотоэлектретный перенос полидисперсий. Это некая помесь SLS и цветной лазерной печати. Так в качестве одного из типов материалов я использовал ферромагнитный порошок. Пленку от старой видеокассеты опустил в банку с ацетоном, там феррит отстал от лавсановой основы и после высушивания осталась только ферромгнитная дисперсия разной фракции. Переносил на столик с помощью фотоэлектретного барабана и спекал лазером от пишущего DVD. Головка с лазером бегала по оси X и на ней же была закреплена магнитная головка от кассетного магнитофона, которая и намагничивала слой ферромагнетика по «заданной программе». Так слой за слоем можно было сформировать сложную магнитную структуру в объеме. Были проблемы со спеканием ферромагнетика — в чистом виде он не спекался. Пришлось импровизировать с аддитивами. До этого я делал дисперсию для печати основы, из обычного ABS пластика. Там проблема была получить порошок — ABS слишком мягкий и пластичный материал, в мельнице не крошился. А нужна была дисперсия от 5 до 20 микрон причем в виде сфер. Решил задачу следующим образом. Сначала в ацетоне растворил пластик, далее эту смесь ракелем намазывал тонким слоем на стекло. После высыхания образовывалась тонкая пленочка, которую я рубил в миксере, где стандартное лезвие было заменено на бритвенное и существенно увеличены обороты. Все это дело рубилось в течении трех суток в морозильной камере при минус 23C. Мороз уменьшил пластичность материала и позволил получить нужную дисперсию. Далее, я весь порошок высыпал в обычную скороварку с водой и поставил на огонь. При повышенной температуре и в жидкости, за счет поверхностного натяжения, мелокрубленая дисперсия приняла сферическую форму, что позволило без особых проблем переносится на фотобарабан и далее на ферритовый слой. ABS дисперсия более-менее связывала феррит при спекании. Правда доиграться уже не хватило времени, а была мысль попробовать напечатать рабочий динамик. Но там была другая проблема, токопроводящие дисперсии просто так не переносятся на фотоэлектретный барабан.
                                                          0
                                                          … доиграться уже не хватило времени...
                                                          После этой фразы складывается ощущение, что всё описанное было сделано «вечерком за полчасика». %)
                                                            0
                                                            Несколько месяцев с перерывами. Просто это в качестве хобби «изучалось».
                                                          0
                                                          Интересно, получается можно сделать разные переключатели и убрать механическое трение в них. А амортизаторы магнитные никто не делает еще?
                                                            0
                                                            Магнитный амортизатор делается на раз два — засовываем магнит в соленоид(ы), меняя сопротивление на которое нагружен соленоид меняяем характеристику амортизатора, можно подключить на усилитель с хитрой обратной связью и получить любую замысловатую характеристику.
                                                              0
                                                              Магнитная пружина известна давно, она уже сама по себе может быть использована в качестве амортизатора.
                                                                0
                                                                Пружина это не амортизатор.
                                                                  0
                                                                  добавить соленоид, делов-то… заодно играя сопротивлением на нём — можно регулировать "жёсткость" этой "пружины.
                                                                    0
                                                                    А если добавить преобразователь вместо простого сопротивления, то получим рекуперацию энергии потраченной на неровность дороги.
                                                                      0
                                                                      В простейшем случае — медный стакан.

                                                            Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                            Самое читаемое