Imanes de neodimio. Muy útiles para aplicar Lean en la empresa.

Imán de neodimio

Los imanes de neodimio, también conocidos como imán NdFeB, NIB o Neo, son el tipo de imán permanente de mayor potencia hecho por el ser humano. Se trata de una aleación de neodimio, hierro y boro, combinados para formar un compuesto que cristaliza en un sistema tetragonal.

Historia de los imanes de neodimio:

Descubrimiento:

El neodimio, el elemento principal de los imanes de neodimio, fue descubierto en 1885 por el químico austriaco Carl Auer von Welsbach quien fue un científico e inventor austríaco, que tuvo talento para descubrir avances tecnológicos y también para convertirlos en productos con éxito comercial.
Sin embargo, el metal no fue aislado hasta 1925.

Desarrollo:

En 1982, General Motors y Sumitomo Special Metals, buscando alternativas al costoso imán de samario cobalto, descubrieron una aleación de neodimio, hierro y boro (NdFeB) con una fuerza magnética aún mayor. La nueva aleación, patentada en 1983 y comercializada en 1984, revolucionó el mercado por su mayor potencia y menor costo.

Desde entonces, los imanes de neodimio han experimentado mejoras en su fuerza y eficiencia, convirtiéndolos en los más utilizados en el mundo. Se encuentran en una amplia gama de aplicaciones, desde electrónica de consumo hasta maquinaria industrial, y se espera que su demanda siga creciendo en el futuro, impulsada por el desarrollo de nuevas tecnologías como los vehículos eléctricos.

Evolución:

Los imanes de neodimio han experimentado mejoras significativas en su rendimiento desde su desarrollo en 1982. Nuevas aleaciones y técnicas de procesamiento han aumentado la fuerza coercitiva y la remanencia del material, lo que ha resultado en imanes más potentes y eficientes.

Estos avances han permitido su uso en una amplia gama de aplicaciones, y se espera que continúen mejorando en el futuro, posibilitando su uso en aplicaciones aún más exigentes.

Características:

  • Fuerza magnética: Son los imanes permanentes más fuertes del mundo. La fuerza de atracción de los imanes de neodimio es entre 7 y 12 veces mayor que la de los imanes de ferrita, entre 2 y 3 veces mayor que la de los imanes de Alnico, y entre 1.5 y 2 veces mayor que la de los imanes de samario cobalto del mismo tamaño. Es importante tener en cuenta que la fuerza de atracción de un imán no solo depende de su material, sino también de su tamaño, forma y grado de magnetización.
  • Tamaño: Son pequeños y compactos.
  • Peso: Son ligeros. La densidad de los imanes de neodimio varía ligeramente según la composición específica de la aleación y el proceso de fabricación, pero generalmente se encuentra entre 7,4 y 7,6 gramos por centímetro cúbico (g/cm³). Es importante tener en cuenta que la densidad de los imanes de neodimio es mayor que la de otros materiales magnéticos comunes, como la ferrita (4,5 g/cm³) y el Alnico (5,25 g/cm³). Esto significa que los imanes de neodimio pueden generar un campo magnético más fuerte para un volumen dado.
  • Costo: Son relativamente económicos.
  • Versatilidad: Se pueden utilizar en una amplia variedad de aplicaciones.
Segmentos motor de Imanes de Neodimio
Segmentos de motor con Imanes de Neodimio

Aplicaciones:

  • Electrónica: Motores eléctricos, altavoces, auriculares, micrófonos, sensores, resonancia magnética nuclear.
  • Automoción: Motores eléctricos e híbridos, sistemas de frenado regenerativo, cierre de puertas y ventanas, altavoces.
  • Industria: Máquinas herramientas, separadores magnéticos, grúas y elevadores magnéticos, embragues y frenos magnéticos.
  • Otros usos: Juguetes, artesanías, cerraduras magnéticas, biomagnetismo, pesca magnética.

Precauciones:

Los imanes de neodimio son frágiles y pueden romperse si se caen. Pueden ser peligrosos si se tragan o se inhalan. Se recomienda utilizarlos con precaución y seguir las instrucciones del fabricante.
En resumen, los imanes de neodimio son una herramienta poderosa y versátil con una amplia gama de aplicaciones. Son importantes tener en cuenta las precauciones de seguridad al utilizarlos.

Usos de los imanes de neodimio en la aplicación del Lean

Sujeción de piezas:

  • Los imanes de neodimio son muy fuertes y se pueden utilizar para sujetar piezas metálicas durante el proceso de fabricación. Esto puede ayudar a mejorar la precisión y la eficiencia del trabajo.
  • Se pueden usar para fijar plantillas, herramientas y otros elementos en su lugar, liberando las manos de los trabajadores y permitiéndoles concentrarse en la tarea que tienen entre manos. Es muy interesante su utilización en la fijación de utillajes ya que facilita el cambio de referencia y puede ser una buena aportación en la aplicación del SMED.

Transporte de materiales:

  • Los imanes de neodimio se pueden utilizar para transportar materiales metálicos de un lugar a otro.
  • Se pueden utilizar en grúas y elevadores magnéticos para mover piezas pesadas de forma rápida y segura.
Puente grúa con imanes de neodimio
Puente grúa con imanes de neodimio

Separación de materiales:

Separador magnético imanes de neodimio
Separador magnético imanes de neodimio.

En algunos procesos se trabaja con piezas de acero que vienen servidas a granel por los proveedores, ya sea chapas o piezas de alambre. Por medio de imanes de neodimio es posible separar, gracias a la repulsión entre piezas que genera el campo magnético, las piezas para conseguir un cómodo agarre por parte del operario o la máquina automática.

Los imanes de neodimio se pueden utilizar para separar materiales ferrosos de no ferrosos. Esto puede ser útil para el reciclaje o para la clasificación de materiales.

Automatización:

Los imanes de neodimio se pueden utilizar en sistemas de automatización para accionar sensores, interruptores y otros dispositivos.
Esto puede ayudar a mejorar la eficiencia y la productividad de la línea de producción.

Visualización:

Los imanes de neodimio se pueden utilizar para crear tableros visuales de gestión de producción.
Esto puede ayudar a mejorar la comunicación y la coordinación entre los trabajadores y a poner en marcha las estrategias Lean de gestión visual.

Ventajas de usar imanes de neodimio en Lean Manufacturing:

  • Fuerte fuerza magnética: Permite una sujeción segura y precisa de piezas metálicas.
  • Pequeño tamaño: Son ligeros y compactos, lo que los hace fáciles de instalar y usar.
  • Bajo consumo de energía: No requieren electricidad para funcionar.
  • Larga vida útil: Son muy duraderos y pueden durar muchos años.
  • Versatilidad: Se pueden utilizar en una amplia variedad de aplicaciones.


Desventajas de usar imanes de neodimio en Lean Manufacturing:

  • Costo: Los imanes de neodimio pueden ser más caros que otros tipos de imanes.
  • Fragilidad: Son frágiles y pueden romperse si se caen.
  • Peligro: Pueden ser peligrosos si se tragan o se inhalan. También es posible el atrapamiento entre imanes ya que su atracción puede llegar a ser realmente fuerte.

Conclusión

En general, los imanes de neodimio pueden ser una herramienta útil para el Lean Manufacturing.

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