Metoda przygotowania proszku metalowego do druku 3D

Proces przygotowania proszku metalowego

Obecnie metody otrzymywania proszków można podzielić na: metodę redukcji, metodę elektrolizy, metodę rozkładu karbonylu, metodę mielenia, metodę atomizacji itp. W zależności od procesu przygotowania.

Do produkcji proszku stopowego można zastosować metodę atomizacji. Jednocześnie nowoczesny proces atomizacji może również kontrolować kształt proszku. Ciągły rozwój struktury wnęki atomizacyjnej znacznie poprawia wydajność atomizacji, co sprawia, że ​​metoda atomizacji stopniowo przekształca się w główną metodę produkcji proszku. Metoda atomizacji spełnia specjalne wymagania dotyczące nadającego się do druku 3D proszku metalowego. Metoda atomizacji odnosi się do metody proszkowania stopionego metalu na cząstki o wielkości mniejszej niż około 150 μm metodą mechaniczną.

Zgodnie z metodą kruszenia stopionego metalu, można go podzielić na metody atomizacji, w tym atomizację dwustrumieniową, atomizację odśrodkową, atomizację ultradźwiękową, atomizację próżniową i tak dalej.

2.1 Metoda atomizacji wody

W produkcji proszku rozpylanego jedną z tanich metod produkcji jest metoda atomizacji wody. Ponieważ medium atomizujące jest nie tylko tanie i łatwe do uzyskania, ale także ma doskonałą wydajność atomizacji.

Inne metale lub stopy o dużej aktywności będą reagować w kontakcie z wodą. Jednocześnie kontakt z wodą podczas procesu rozpylania spowoduje wzrost zawartości tlenu w proszku. Te problemy ograniczają zastosowanie rozpylania wody do wytwarzania proszków metali o dużej kulistości i niskiej zawartości tlenu.

2.2 Metoda atomizacji gazu

Metoda atomizacji gazowej jest jedną z głównych metod wytwarzania proszków metali i stopów. Podstawową zasadą rozpylania gazu jest proces rozbijania strumienia ciekłego metalu na małe kropelki przy szybkim przepływie powietrza i krzepnięcia w proszek. Ze względu na swoje zalety polegające na wysokiej czystości, niskiej zawartości tlenu, kontrolowanej wielkości cząstek proszku, niskich kosztach produkcji i wysokiej sferyczności, przygotowany proszek stał się głównym kierunkiem rozwoju wysokowydajnej i specjalnej technologii przygotowania proszku stopowego.

Obecnie kilka reprezentatywnych technologii rozpylania gazu do produkcji proszku to:

2.2.1 Technologia rozpylania z przepływem laminarnym

Technologia rozpylania laminarnego została zaproponowana przez firmę Nanoval w Niemczech itp. Technologia ta wprowadziła znaczące ulepszenia w stosunku do konwencjonalnych dysz. Ulepszona dysza rozpylająca ma wysoką wydajność atomizacji, wąski rozkład wielkości cząstek proszku i prędkość chłodzenia 106-107 K / s. Pod ciśnieniem rozpylania 2,0 MPa miedź, aluminium, stal nierdzewna 316L itp. Są rozpylane z Ar lub N2 jako medium, a średnia wielkość cząstek proszku osiąga 10 μm. Kolejną zaletą tego procesu jest niskie zużycie gazu, znaczne korzyści ekonomiczne i nadaje się do produkcji większości proszków metali. Wadą jest to, że kontrola techniczna jest utrudniona, proces rozpylania jest niestabilny, a wydajność niewielka (masowe natężenie przepływu metalu poniżej 1kg / min), co nie sprzyja produkcji przemysłowej.

2.2.2 Ultradźwiękowa technologia atomizacji ze szczelnym złączem

Technologia ta optymalizuje konstrukcję ściśle sprzężonej pierścieniowej dyszy szczelinowej, dzięki czemu prędkość wylotowa strumienia powietrza przekracza prędkość dźwięku, a masowe natężenie przepływu metalu zwiększa się. Podczas rozpylania metali o wysokiej energii powierzchniowej, takich jak stal nierdzewna, średni rozmiar cząstek proszku może osiągnąć około 20 μm, a odchylenie standardowe proszku może wynosić nawet 1,5 μm.

Inną ważną zaletą tej technologii jest to, że znacznie poprawia ona szybkość chłodzenia proszku i umożliwia wytwarzanie szybko schładzającego się lub bezpostaciowego proszku.

2.2.3 Metoda atomizacji gorącym gazem

Gaz jest podgrzewany do 200-400 ° C w celu rozpylenia stopu srebra i stopu złota i wyciągnięto wniosek, że średni rozmiar cząstek i odchylenie standardowe proszku zmniejszają się wraz ze wzrostem temperatury. W porównaniu z tradycyjną technologią rozpylania, technologia rozpylania gorącym gazem może poprawić wydajność atomizacji, zmniejszyć zużycie gazu i jest łatwa do wdrożenia procesu na tradycyjnym sprzęcie do rozpylania. To technologia o obiecujących zastosowaniach.

2.3.1 Produkcja proszków do atomizacji próżniowej

Proszkowanie z rozpylaniem próżniowym odnosi się do wytapiania metali lub stopów metali w warunkach próżni. Pod osłoną gazową strumień powietrza pod wysokim ciśnieniem rozpyla metalową ciecz na dużą liczbę małych kropelek, które w locie zestalają się w kuliste lub podokształtne kropelki. Kuliste cząsteczki. Proszek do rozpylania próżniowego może przygotować większość proszków metali i ich stopów, których nie można wytworzyć przez rozpylanie w powietrzu i wodzie, i można otrzymać proszki kuliste lub sferyczne.

2.3.2 Metoda atomizacji ultra wysokociśnieniowej

Metoda atomizacji ultrawysokociśnieniowej to metoda przygotowania proszków metali przy użyciu ultrawysokociśnieniowych dysz rozpylających. Cechą charakterystyczną dyszy rozpylającej o bardzo wysokim ciśnieniu jest to, że może ona wytwarzać wyższy naddźwiękowy przepływ powietrza i jednolite pole prędkości gazu przy niższym ciśnieniu powietrza, dzięki czemu skuteczniej tłumi wytwarzanie szkodliwych fal uderzeniowych, znacznie zwiększając energię kinetyczną gazu i zwiększając wydajność atomizacji. wysoki. Dysza wytwarza ten sam efekt atomizacji, co dysza rozpylająca wysokociśnieniowa przy niższym ciśnieniu powietrza, a prędkość przepływu powietrza jest bardziej stabilna i jednolita. Jednocześnie otrzymany proszek ma małe rozmiary cząstek i wąski rozkład.