Manufacture of magnetic polymer composite

To compete with other manufacturing companies in the market, product design and manufacturing methods need to be improved constantly. To save time and money, there is an advantage if there is a manufacturing plan in place before designing the final product. Composites have been used worldwide for over 6,000 years and their use is expected to increase in the future. Composites offer advantages in product design and manufacturing since it can be adapted to the intended purpose. The purpose of the project is to determine whether it is possible to produce a magnetic polymer composite with a sufficiently high magnetism to lift a specific weight. The purpose is fulfilled through practical executions together with a literature study to find out which materials were most suitable for the application. The polymer composites were tested in magnetic tests to see if a sufficiently high magnetism was obtained to lift the specific weight. Two steel powders, differing in particle structure and density, were mixed with an epoxy as a binder and then cast in two different moulds with a depth of 2 mm and 4 mm. The proportions of the steel powder were tested from 50% up to 97%. The result showed that sufficiently high magnetism to lift the intended weight was reached at a concentration of steel powder between 85% - 97%. The composites did not exhibit the necessary magnetic capacity to function in the intended application and therefore further tests with a magnetic material with higher relative permeability are proposed.Syftet med arbetet är att undersöka om det går att framställa en polymerkomposit med tillräcklig magnetisk kraft för att lyfta en skiva som väger 100g. Polymerkompositen ska tillverkas genom gjutning. De parametrar som behöver tas hänsyn till i arbetet är vilka material som är lämpliga att använda i kompositen, vilka proportioner av plast- och magnetiskt material som behövs för att skapa tillräcklig magnetisk kraft och den magnetiska kraft som polymerkompositen behöver erhålla för att lyfta skivan. Materialvalet är en viktig aspekt i arbetet för att uppnå önskat resultat. Det magnetiska materialet behöver ha en hög relativ permeabilitet, det vill säga en hög grad av förmågan att magnetisera sig själv med ett pålagt externt magnetfält, för att uppnå tillräcklig magnetisk kraft. Vid val av polymermaterial är det viktigt att ta hänsyn till materialets viskositet, med andra ord, materialets tjockhet. Det med anledning för att en lägre viskositet hos polymeren tillåter högre koncentration av metallpartiklar. Vilket är önskvärt för att få in så mycket magnetiskt material som möjligt i polymerkompsiten. Proportionerna av de två materialen behöver anpassas efter dess egenskaper för att uppnå en önskad magnetisk kraft. Ett magnetiskt material som har en hög relativ permeabilitet behöver till exempel blandas med ett polymermaterial med högre viskositet för att blandningen inte ska sedimentera. Kompositer har använts i hela världen i över 6000 år och användningen förväntas att öka under framtiden. Grunden till detta projekt är att en stålbricka med magnetiska egenskaper ska bytas ut mot en magnetisk polymerkomposit i ett instrument. Fördelen med en komposit är möjligheten att anpassas efter ändamålet och därför till exempel kan vara lättare, tåligare, flexibla och motstå korrosion. Genom praktiska undersökningar tillsammans med en litteraturstudie uppfylls syftet att ta reda på lämpliga material och proportioner. Avslutningsvis ska de gjutna polymerkompositerna testas i magnetiska tester för att undersöka om tillräckligt hög magnetism kan erhållas för att lyfta den specifika vikten. I arbetet används två stålpulver som skiljer sig i partikelstruktur och densitet, dessa stålpulver blandas med bindemedlet epoxi och gjuts därefter i två olika formar med djupet 2mm och 4mm. Proportionerna i vikt för stålpulvret testades från 50% upp till 97%. Resultatet visade att tillräckligt hög magnetism för att lyfta avsedd vikt nåddes vid en koncentration av stålpulver mellan 85% -97%. Resultatet visade inte tillräckligt hög magnetism för att fungera i den avsedda applikationen och därför föreslås vidare tester med ett magnetiskt material med högre relativ permeabilitet