Laserbewerking van metaalschuim

Metaallic-schuimen worden gecategoriseerd inopen-cel- en gesloten-celschuimenGeslotencellig schuim heeft membranen die aangrenzende cellen of holtes van elkaar scheiden, terwijl opencellig schuim een ​​netwerk van willekeurig verdeelde holtes heeft die met elkaar verbonden zijn, zoals weergegeven in respectievelijk figuur (a) en (b). De categorisering is op de een of andere manier erg belangrijk, omdat het metaalschuim onderscheidt op basis van hun toepassingen. Geslotencellig metaalschuim heeft een hoge stijfheid en wordt voornamelijk gebruikt in structurele toepassingen. Opencellig schuim daarentegen wordt voornamelijk gebruikt in functionele toepassingen zoals warmtewisselaars vanwege hun grote oppervlak en intern verbonden poreuze structuur.

Daarom zijn de verwerkingsmethoden de voornaamste verantwoordelijken voorhet op maat maken van metaalschuimennaar hun toepassingen door defiInhun anatomische structuur of poriënverdeling. De verwerkingsmethoden worden grofweg onderverdeeld in vloeibare en vaste processen. Vloeistofverwerking is het populairst in commerciële productie vanwege de hoge schuimvormingssnelheid en hoge opbrengsten. Het proces creëert poriën in vloeibare of halfvaste metalen via twee hoofdroutes: directe en indirecte schuimvorming. Directe schuimvorming kan worden bereikt door een gas (lucht, stikstof of argon) in te brengen of door secundaire stoffen zoals TiH2, ZrH2, MgH2, CaCO3, enz. rechtstreeks in de gesmolten metaalmatrix te brengen. In beide gevallen vormen zich bellen op het oppervlak van de smelt, die worden ingesloten en afgekoeld om holtes te creëren.

Bij de indirecte schuimmethode wordt het gesmolten metaal niet direct geschuimd; in plaats daarvan worden bepaalde precursors zoals polymeerschuimen of anorganische deeltjes en holle bollen met lage dichtheid gebruikt om het gesmolten metaal tot schuim te gieten. Vloeistofverwerking maakt massaproductie mogelijk.metaalschuimenin plaatvorm mist stabiliteit en beheersbaarheid. Daardoor zijn bijna-netto vormen moeilijk te produceren. De diversiteit aan materialen die met deze methode gebruikt kunnen worden om schuim te vormen, is ook zeer beperkt.

Vaste-toestandschuimen kan worden gedefinieerd als een proces voor de productie van metaalschuimen waarbij de verwerkingstemperatuur binnen het smelttemperatuurbereik van het basismateriaal blijft. Metaalschuimen worden bereid door het blaasmiddel rechtstreeks in het gemengde vaste metaal te brengen (intrinsieke porositeit) of door het metaalpoeder te integreren rond een voorbehandeld tijdelijk sjabloon met holtes (extrinsieke porositeit). Hoewel vaste-toestandprocessen betrouwbaarder gecontroleerd worden, zijn ze kostbaar. De huidige maakindustrieën zijn zeer kritisch bij het selecteren van producten op maakbaarheid.

MetaalschuimenMetaalschuim is een nieuw type poreus lichtgewicht materiaal dat bestaat uit poriën of holtes in een vast metaal. De poriën worden meestal op een ongecontroleerde manier in het basismateriaal gecreëerd, via verschillende procesroutes, om een ​​sterk gerandomiseerde poreuze metaalstructuur te vormen. De volumefractie van de resulterende poriën is zeer hoog in vergelijking met het basismateriaal, wat het materiaal lichtgewicht maakt. Naast het lichte gewicht biedt het materiaal een reeks andere uitstekende structurele eigenschappen: een hoge sterkte-gewichtsverhouding en uitstekende trillingsdemping en geluidsabsorptie. Om metaalschuim in welke industrie dan ook te kunnen gebruiken, moet het nauw worden geïntegreerd met een betrouwbaar productieproces. Geschuimde metalen worden gekenmerkt door een hoge stijfheid en lage treksterkte en zijn gevoelig voor breuk onder belasting. Daarom zijn conventionele productieprocessen niet geschikt voor het verwerken van de algemene vorm van metaalschuim. Hierdoor wordt de wijdverbreide toepassing van metaalschuim belemmerd. De laserbewerkingsmethode is een methode die gebruikmaakt van een precieze warmtebron, een laser, om het materiaal te bewerken in plaats van een mechanische belasting.