Réinventer la chaîne d'approvisionnement des aimants

Les aimants sont au cœur de produits tels que les moteurs et les générateurs, qui sont à leur tour utilisés dans pratiquement tous les secteurs de la société : électricité, fabrication, produits de consommation et transports. Les aimants sont un élément essentiel dans des domaines tels que la défense, utilisés pour les instruments, les armes et les véhicules (terrestres, aériens et maritimes). En juillet 2019, les États-Unis ont promulgué une décision présidentielle visant à faire face au risque de sécurité nationale lié à la dépendance à l'égard d'adversaires étrangers pour les aimants. Ce modèle de source unique présente une opportunité évidente pour les entreprises capables d'exploiter la source, mais également un danger très clair et présent de perturbation d'une chaîne d'approvisionnement en aimants où les matériaux d'un produit ne peuvent provenir que d'un seul endroit, parfois économiquement hostile.

Grâce à son approche innovante de la technologie des aimants, l'Advanced Magnet Lab, Inc. (AML), situé à Melbourne, en Floride, est sur le point de réaliser exactement cet objectif.

La Chine domine l'industrie des aimants de terres rares (REMI), produisant plus de 85 % de l'offre mondiale. L'intégration verticale par la Chine d'une main-d'œuvre bon marché, de matières premières et de normes environnementales dangereuses a créé une « barrière élevée à l'entrée sur le marché » pour les concurrents du monde entier. Les aimants sont une marchandise vendue au kilogramme et à la tonne métrique. Historiquement, les entreprises qui entraient dans la chaîne d'approvisionnement des aimants ne pouvaient pas rivaliser, en raison de la capacité de la Chine à contrôler le marché.

Alors que l’échelle a augmenté et que les matériaux se sont développés et améliorés, les matériaux utilisés pour fabriquer les aimants, la technologie des aimants et les méthodes de fabrication des aimants sont les mêmes depuis des décennies. Les aimants et assemblages conventionnels sont coûteux et limitent les ingénieurs de conception à des configurations qui ne sont pas optimisées pour les performances et le coût des produits finaux, tels que les moteurs et les générateurs. Les aimants sont produits en blocs, puis coupés en petits morceaux et vendus comme marchandise. Ils sont également restreints en termes de forme, de taille et de magnétisation principalement dans un seul sens, ce qui signifie que les plus grands moteurs du marché nécessitent des dizaines, des centaines, voire des milliers d'aimants dans un assemblage. Avec des champs magnétiques très puissants, l’assemblage dans un moteur est complexe et coûteux. En outre, la tendance est à une qualité supérieure et à de meilleures performances, ce qui nécessite des matières premières et une fabrication plus coûteuses et un paysage de propriété intellectuelle flou.

Briser la place forte de la Chine nécessite de l'innovation pour permettre une chaîne d'approvisionnement REMI durable qui réinvente la technologie et transforme le REMI. AML réinvente la chaîne d'approvisionnement REMI et aborde chaque élément de la chaîne d'approvisionnement : matériaux, fabrication, performances et assemblage.

L'approche d'AML ne consiste pas à découper des blocs magnétiques en petits morceaux et à vendre des aimants banalisés. Les aimants AML sont conçus et fabriqués pour une taille, une forme et une magnétisation optimales, ce qui se traduit par de meilleures performances et un coût inférieur pour le produit final.

AML se concentre sur plusieurs aspects clés pour y parvenir, notamment :

AML dispose d'une large gamme de solutions dans son portefeuille pour réinventer la chaîne d'approvisionnement des aimants.

PM-Wire™

AML a développé PM-Wire – une nouvelle solution pour la conception et la fabrication d'aimants qui améliore les performances et réduit le coût des produits finaux tels que les moteurs et les générateurs. Cette approche est le moyen idéal pour produire des aimants, elle utilise un processus de fabrication « semblable à un fil » dans lequel tous les paramètres critiques du processus peuvent être ajustés et maintenus avec précision pour tout type d'alliage magnétique, y compris les matériaux autres que les terres rares.

PM-UNIFORM™

Constitués d'aimants droits, incurvés, annulaires ou hélicoïdaux avec magnétisation transversale ou radiale, ils peuvent être produits en mètres de longueur et offrent un assemblage à moindre coût et un nombre de pièces réduit.

PM-AXIAL™ pour moteurs

Il s'agit d'aimants incurvés à magnétisation axiale, permettant des topologies de rotor présentant des avantages révolutionnaires. Le PM-AXIAL a des performances accrues, avec des performances Halbach, un fonctionnement à température plus élevée et un suremballage et un manchon de confinement réduits. En étant sans fer, son poids est également réduit. De plus, ses assemblages sont moins coûteux en raison d'un nombre réduit de pièces, d'une facilité d'assemblage et de matériaux de qualité/coût inférieurs.