根据谢菲尔德大学的研究，磁致伸缩材料凭借其对外部应变或磁场的显著响应特性，在结构健康监测、物联网及医疗保健领域的传感器或执行器应用中展现出巨大潜力。增材制造技术所提供的性能可调性与设计灵活性，正推动着磁致伸缩材料打印工艺与设计的深入探索。

将增材制造应用于磁性材料是一个相对新兴的研究领域。该研究聚焦于使用17-4PH不锈钢，这是一种因其低矫顽力和高饱和磁化强度而非常适合智能应用的软磁材料。

研究团队使用Desktop Metal 3D打印机，打印了一系列具有不同特征尺寸的三角形蜂窝结构零件。

研究人员利用超导量子干涉磁强计，系统测量了从注射成型、打印后状态到最终烧结钢部件每个阶段的磁滞回线。

测量结果显示，最终烧结部件的矫顽力降低了12.6%，同时饱和磁化强度显著提高了18%。研究还测量了打印后和烧结钢部件中沿打印轨迹方向的磁化特性。

由于烧结过程中的晶粒生长、孔隙率降低以及聚合物材料的减少，烧结钢部件的磁各向异性低于打印后状态下的部件。

谢菲尔德大学博士研究员尼萨尔·艾哈迈德表示：“我们打印了具有不同轨迹间距的蜂窝结构，以便测试其对磁致伸缩性能和磁性能的影响。磁力相机揭示的退磁场显示分裂的正负平面外场，这在较大轨迹间隙中更为明显，可能与烧结过程中观察到的收缩现象有关。”

研究发现，与打印状态下的钢材相比，烧结钢的磁致伸缩常数高出54%。





17-4PH不锈钢材料的易获取性，结合Desktop Metal 3D打印机直观的用户界面和预编程设计的使用，意味着这种生产模式具有高度可复制性，非常适合不同规模的工业场所采用。

磁致伸缩材料在智能设备开发中极具价值；因此，能够以精确可控的方式制造它们，将为需要传感器或执行器的应用领域开辟更广阔的前景。

研究在测试网格结构的磁成像中观察到的正负平面外场，显示了未来主动调控增材制造17-4PH不锈钢产品磁致伸缩性能与方向磁性的可能性。