Simulaciones de FEM y cálculos de imanes

Mediante simulaciones FEM (método de elementos finitos), nuestros ingenieros diseñan conjuntos de imanes, tanto en 2D como en 3D. La aplicación temprana de simulaciones y cálculos evita errores de diseño, hace que su producto sea más barato y le proporciona información directa sobre el funcionamiento de su prototipo o producto final.

Las ventajas de las simulaciones FEM para usted:

• acelera su tiempo de comercialización;
• evita errores de diseño;
• una visión rápida del funcionamiento de un prototipo, imán o conjunto;
• un producto optimizado y rentable;
• reducción del riesgo de errores de producción;
• ahorra tiempo y dinero.

Optimización del rendimiento magnético con FEM
El material magnético como el neodimio es precioso. Esto hace que sea muy importante utilizar este material de forma óptima. Las simulaciones de FEM más nuestra experiencia y conocimiento del magnetismo nos permiten predecir con precisión cómo se comportará el imán en términos de:

• profundidad del campo magnético;
• efecto sobre un sensor cercano y la acción de conmutación asociada;
• picos y valles en el campo magnético sobre una superficie;
• fuerza máxima del imán sobre otro objeto ferromagnético;
• “magnismo residual” presente cuando se enciende y apaga para imanes conmutables;
• separación de partículas de un flujo de producto de polvo o líquido, por ejemplo.

¿Desea obtener más información? Consulte nuestros documentos técnicos.

Goudsmit puede ayudarle a calcular la calidad del imán adecuada para su aplicación. Los imanes pueden perder su fuerza magnética atractiva con el tiempo. Esto tiene diversas causas, como fluctuaciones de temperatura o campos magnéticos opuestos que ejercen presión. Para evitar que sus conjuntos de imanes pierdan su fuerza o se desmagneticen indeseablemente, nuestros expertos llevan a cabo determinaciones de calidad de imanes.
 

Calificación de calidad de N35 a N52UH y más allá

Cada uno de los diferentes materiales magnéticos tiene su propia calificación de calidad. Nuestros expertos le ayudan a determinar la calidad de su material magnético. Esto se expresa en nombres de calidad que indican la altura del producto de energía máxima. A menudo se encuentra en la unidad MGOe (Mega Gauss Oersted). El producto de energía máxima es una medida de la fuerza del imán. Para los imanes de neodimio, esto se refleja en las clasificaciones Nxx. Cuanto mayor sea el valor N, por ejemplo N52, mayor será el producto de energía máxima y más fuerte será el imán.
 

¿Qué determina el producto de máxima energía?

Determinamos la calidad óptima de su imán y, por tanto, el producto de máxima energía, calculando el efecto de la calidad del imán seleccionado en su aplicación. Comparamos las propiedades magnéticas del material magnético elegido, como la curva de desmagnetización, en el software de cálculo. También tenemos en cuenta la temperatura, ya que puede cambiar significativamente las propiedades del imán. Por ejemplo, el neodimio es el material más fuerte a temperaturas normales, pero el cobalto samario es a menudo el imán más fuerte a temperaturas más altas.

¿Qué materiales magnéticos hay?

Distinguimos diferentes tipos de materiales magnéticos, cada uno con su propia clasificación (grado) y, por lo tanto, el producto de energía máx.:

Material  del imán -  Producto de energía máx.

• Neodimio  -  35–52 MGoe
• Cobalto  de samario -  20–32 MGoe 
• Ferrita  -  1–5 MGoe
• Alnico  -  5–9 MGoe

Nuestros ingenieros pueden ayudarle a determinar la fuerza de retención exacta. Esto evita sorpresas al probar prototipos.
 

¿Qué es la fuerza de retención magnética?
La fuerza de retención magnética es la fuerza necesaria para separar un imán de otro imán o placa de acero. Otra definición es: el peso máximo que puede colgarse perpendicular a un imán, convertido de kilogramos a Newtons. Varios factores influyen en esta fuerza, por ejemplo:

• material magnético
• volumen del objeto, por ejemplo, el grosor de una placa de acero
• Temperaturas
• el recubrimiento con el que se termina el imán.

¿Por qué calculamos la fuerza de retención?
Nuestros expertos utilizan cálculos complejos y simulaciones del diseño de su producto para determinar exactamente cuál es la fuerza de retención magnética en diferentes circunstancias. Esto garantiza el correcto funcionamiento de su producto. Para diferentes aplicaciones, movimientos y variables, la fuerza de retención magnética puede ser menor de lo esperado, lo que hace que su producto no cumpla con las especificaciones. La fuerza también puede ser mayor que la fuerza especificada, por lo que un imán menos fuerte o más pequeño, por lo tanto, más rentable también puede ser suficiente para su aplicación. Así que no termines con sorpresas y pide a nuestros expertos que te ayuden con la elección del imán con simulaciones.

También puede ser que la fuerza de retención no sea importante para usted, pero la fuerza entre el imán y otro objeto a cierta distancia, denominada “espacio de aire”, es importante. También podemos calcular esta fuerza por usted.

Nuestros ingenieros estarán encantados de calcularlo por usted. También ayudarán a determinar el mejor imán para la intensidad de campo magnético requerida. Esto garantiza que no tenga que utilizar una fuerza innecesaria para lograr su objetivo de aplicación. Ahorra costes al elegir la calidad de imán adecuada.

Cálculo de campos magnéticos y densidad de flujo

La fuerza del campo magnético se expresa a menudo en términos de la magnitud de la densidad del flujo magnético. La 'e' es una cantidad de vector con una fuerza y dirección determinadas y con tres componentes (en dirección x, y y z). Expresamos la densidad del flujo magnético en teslas o gauss. Tesla es la unidad oficial, pero el gauss se utilizó ampliamente (Nota: 1 tesla = 10 000  gauss).

Con el software líder del sector, nuestros expertos pueden ayudarle a calcular las densidades de flujo de campo magnético. Esto le ofrece certeza sobre el funcionamiento definitivo de su producto.
 

Validar la dirección de polarización para garantizar la seguridad

Medimos la dirección de polarización de los imanes para garantizar que la distribución de los polos norte y sur cumpla las especificaciones especificadas. De esta forma, evitamos que se cambie demasiado pronto o demasiado tarde cuando se utiliza el imán en combinación con un sensor, por ejemplo. La determinación de la dirección de polarización forma parte de una serie de cálculos de imanes que Goudsmit puede realizar por usted.

Medida de remanencia para magnetización
La remanencia es una medida del magnetismo que queda en el imán cuando se magnetiza. La magnetización se realiza aplicando un fuerte campo magnético externo sobre el material que se va a magnetizar. Este campo garantiza que todas las áreas internas con la misma dirección de magnetización, también llamadas áreas Weiss, apunten en la misma dirección.

Solo con dicha rectificación de estas áreas, que tiene un efecto amplificador, obtenemos un imán suficientemente fuerte. Si el campo externo desaparece, así como la rectificación de las áreas de Weiss, llamamos a este material magnético blando. Si la rectificación permanece, debido a las fuerzas de fricción internas del material, lo denominamos material magnético duro o permanente. La remanencia es una medida de la cantidad de magnetismo que luego permanece en el material.

La coercitividad es una medida de la resistencia del imán a la desmagnetización cuando hay un campo magnético externo cerca. Por lo tanto, es la resistencia de un material a la inversión de las direcciones de magnetización en las áreas Weiss por dicho campo.

Nuestros especialistas pueden utilizar la permagrafía para determinar exactamente cuál es la remanencia (expresada en tesla) para usted.

Utilice el formulario de contacto para pedirles que le ayuden con simulaciones, cálculos y pruebas en la selección de materiales y ahorren un tiempo valioso durante su proceso de desarrollo.