دلیل اینکه ابزارهای مغناطیسی می توانند به طور پایدار قطعات فلزی را جذب کنند، در تعامل بین میدان مغناطیسی ثابت ایجاد شده توسط آهنربای دائمی داخلی و ماده مغناطیسی خارجی نهفته است. درک این اصل به انتخاب منطقی ابزارها و به حداکثر رساندن کارایی آنها در سناریوهای مختلف صنعتی کمک می کند.
آهنرباهای دائمی در حین کار به تحریک انرژی خارجی نیاز ندارند. آنها برای تشکیل یک میدان مغناطیسی پایدار به ترتیب منظم حوزه های مغناطیسی خود متکی هستند. هنگامی که یک ابزار مغناطیسی به مواد فرومغناطیسی (مانند فولاد کم کربن، چدن و برخی آلیاژها) نزدیک میشود، این مواد دارای حوزههای مغناطیسی میکروسکوپی هستند که میتوانند مغناطیسی شوند. تحت تأثیر یک میدان مغناطیسی خارجی، حوزههای مغناطیسی با جهتگیری تصادفی اولیه تمایل دارند با جهت میدان خارجی همسو شوند، و به طور موقت به قطعه کار یک میدان مغناطیسی اضافی در همان جهت میدان مغناطیسی اصلی میدهند، بنابراین به طور محکم آن را جذب میکنند. این فرآیند در اصل انتقال و تمرکز انرژی میدان مغناطیسی است که نیروی جذب قوی بین سطوح تماس ایجاد می کند.
بر اساس ویژگی های توزیع میدان مغناطیسی، ابزارهای مغناطیسی را می توان به دو دسته تقسیم کرد: نوع جذب سطحی و نوع مدار مغناطیسی بسته. ابزارهای مغناطیسی{1}}از نوع جذب سطحی به سطح در معرض آهنربای دائمی متکی هستند که مستقیماً روی قطعه کار تأثیر می گذارد. خطوط مغناطیسی نیرو از شکاف هوا به قطعه کار می گذرد و به آهنربا باز می گردد. به دلیل مقاومت مغناطیسی بالای هوا، نیروی جذب به طور قابل توجهی تحت تأثیر فاصله بین آهنربا و قطعه کار قرار می گیرد و آن را برای برداشت سریع صفحات صاف و نازک مناسب می کند. از سوی دیگر،{5}}ابزارهای مغناطیسی مدار بسته، مسیری با مقاومت کم- بین آهنربا و قطعه کار تشکیل میدهند. به عنوان مثال، یک یوغ مغناطیسی برای محدود کردن شار مغناطیسی در حلقه تشکیل شده توسط آهنربا و قطعه کار، کاهش نشت مغناطیسی و افزایش نرخ بهره برداری از نیروی جذب در واحد حجم استفاده می شود. این معمولاً در کاربردهایی که نیاز به جابجایی صفحات ضخیم یا اجزای بزرگ دارند استفاده می شود.
شایان ذکر است که نفوذپذیری، ضخامت و هندسه مواد فرومغناطیسی بر اثر جذب واقعی تأثیر می گذارد. نفوذپذیری بالا و ضخامت کافی برای حمایت از شار مغناطیسی نیروی جذب موثر را افزایش می دهد. اگر قطعه کار یک فلز غیر فرومغناطیسی (مانند آلومینیوم یا مس) باشد یا در حالت اشباع مغناطیسی باشد، اثر جذب به طور قابل توجهی ضعیف می شود یا حتی ناپدید می شود. علاوه بر این، افزایش دما ممکن است باعث کاهش خواص مغناطیسی آهنربای دائمی شود که نیاز به ارزیابی قابلیت کار مداوم آن در محیطهای{3}در دمای بالا دارد.
به طور خلاصه، اصل کار ابزارهای مغناطیسی فراهم کردن یک میدان مغناطیسی پایدار با آهنربای دائمی است که با مغناطیس کردن قطعه کار فرومغناطیسی و تشکیل یک مدار مغناطیسی بسته، جذب را به دست میآورد. درک ویژگیهای میدانهای مغناطیسی و قوانین پاسخ مواد میتواند مبنایی نظری برای پیکربندی ابزار و مدیریت ایمنی در شرایط کاری پیچیده فراهم کند و کارایی و قابلیت اطمینان عملیات صنعتی را بیشتر بهبود بخشد.