Design and 3D printing of a new holder for magnetic measurements of new magnetic materials

Głównym celem niniejszej pracy było zaprojektowanie i wydrukowanie przy użyciu technologii druku 3D nowego pojemnika do pomiarów właściwości magnetycznych nowych materiałów. Zostały przeprowadzone testy odporności chemicznej pięciu filamentów i na ich podstawie stworzono tabelę rozpuszczalności, wykorzystywaną w celu wybrania odpowiedniego filamentu do wydrukowania opisywanego pojemnika. W celu wyznaczenia wkładu magnetycznego filamentów przed i po druku przeprowadzono pomiary magnetyzacji w zależności od przyłożonego zewnętrznego pola magnetycznego w stałej temperaturze oraz w zależności od temperatury przy stałym zewnętrznym polu magnetycznym. Wyznaczone właściwości magnetyczne pozwalają na precyzyjne odejmowanie tła. Przy użyciu programu graficznego Blender został zaprojektowany pojemnik, który następnie wydrukowano na drukarce 3D Ultimaker 2+ z białego filamentu ABS firmy Spectrum Filaments. Dla uzyskanego pojemnika zostały przeprowadzone pomiary właściwości magnetycznych oraz testy szczelności. Filamenty posiadają dobrze określony wkład magnetyczny, ponadto istnieje możliwość drukowania pojemników przeznaczonych dla danej próbki. Pomiary szczelności pozwalają na stwierdzenie, iż pojemnik nie jest wystarczająco szczelny do badań próbek ciekłych, co oznacza konieczność dalszej optymalizacji projektu. Wykorzystanie druku 3D do opisanych celów jest nowatorskie i jest dobrym przykładem używania nowych technologii w badaniach naukowych.The main task of the presented thesis was to design and, using the 3D printing technology, to print a new holder for measurements of new magnetic materials. Tests of chemical resistance were done for five filaments, and the results were used to create a table of solubility, used to choose the appropriate filament to print a holder for measurements of liquid samples. To determine the magnetic contribution, magnetization was measured as a function of external magnetic field at constant temperature and as a function of temperature in constant external magnetic field. Using the Blender program a holder was designed, to be printed by means of the Ultimaker 2+ 3D printer using the ABS White filament from Spectrum Filaments. Measurements of magnetic properties were performed for the printed holder, as well as a check for leaks. Filaments have well-defined magnetic contributions and there is a possibility of printing holders designed for specified samples depending on the solvent used. The check for leaks showed that the holder is not suitable for liquid sample measurements, which means that there is a need for a further optimization of the project. Using 3D printing for the presented task is innovative and is a good example of using a new technology in scientific research