Zařízení pro atomizaci plynu

Obsah

Rozprašování plynu je klíčový proces používaný k výrobě jemných kovových prášků s přesnou kontrolou velikosti částic. Tato příručka poskytuje ucelený přehled plynových atomizačních zařízení, včetně principů fungování, typů, aplikací, konstrukčních aspektů, dodavatelů, instalace a provozu.

Jak funguje atomizace plynu?

Plynová atomizace využívá vysokorychlostní proudy plynu k rozbití roztaveného kovu na jemné kapičky, které ztuhnou na práškové částice. Tato tabulka shrnuje hlavní principy:

Princip fungováníPopis
Proud roztaveného kovuRoztavený kov se vlévá tryskou do rozprašovací komory.
Vysokotlaké plynové tryskyZ rozprašovače jsou vystřelovány silné proudy plynu (N2, Ar).
Rozpad proudu kovůPlynové proudy rychle rozkládají kov na jemné kapičky.
Rychlé tuhnutíKapky rychle tuhnou na práškové částice v důsledku rychlého ochlazení.
Sbírka práškuČástice prášku se shromažďují v nádobách pod komorou.

Klíčovou výhodou plynové atomizace je možnost řídit distribuci velikosti částic nastavením procesních parametrů. Díky tomu je vhodná pro výrobu prášků pro pokročilé aplikace.

Typy plynových rozprašovačů

Existují dva hlavní typy systémů rozprašování plynu:

Rozprašovače s uzavřenou vazbou

  • Rozprašování probíhá v uzavřené komoře připojené přímo k tryskám pro nalévání kovu.
  • Umožňuje použití inertní/řízené atmosféry
  • Omezená flexibilita při navrhování

Rozprašovače s volným pádem

  • Proud roztaveného kovu volně propadá atomizační komorou
  • Poskytuje větší flexibilitu při navrhování
  • Otevřeno atmosféře

Tato tabulka porovnává oba typy:

ParametrUzavřená spojkaVolný pád
Řízení atmosféryVynikajícíOmezený
Flexibilita designuOmezenéVysoký
Spotřeba plynuDolníVyšší
Kvalita práškuSuperiorMírný
ÚdržbaNáročnýRelativně snadné

Hlavní součásti

Mezi hlavní součásti plynového rozprašovače patří:

  • Tavicí a licí jednotka
  • Atomizační komora
  • Přívod vysokotlakého plynu
  • Systém sběru prášku
  • Systémy řízení teploty
  • Ovládací konzola
rozprašování plynu

Aplikace atomizace plynu

Plynem rozprašované prášky se používají v mnoha kritických aplikacích:

Průmyslaplikace
AerospacePrášky z nadslitin pro motory a draky letadel
Automobilový průmyslKomponenty práškové metalurgie
LékařskýMateriály implantátů, jako jsou slitiny titanu a kobaltu.
ElektronikaPájecí a pájecí prášky
Aditivní výrobaVýchozí prášky pro 3D tisk
Tvrdé kovyPrášky z cementovaného karbidu
MagnetySlitiny magnetů vzácných zemin

Díky možnosti přesně kontrolovat velikost a morfologii částic jsou prášky rozprašované plynem ideální pro výrobu pokročilých materiálů.

Úvahy o konstrukci plynového rozprašovače

Správná konstrukce má zásadní význam pro dosažení požadovaných vlastností prášku. Mezi klíčové faktory patří:

Atomizační plyn

  • Typ plynu - inertní (Ar, N2) nebo reaktivní (O2, N2+H2).
  • Tlak a průtok plynu

Konstrukce trysek

  • Průměr trysky, tvar, počet trysek
  • Konfigurace trysek - prstencová štěrbina nebo diskrétní trysky

Atomizační komora

  • Tvar a velikost komory
  • Volný pád nebo uzavřená konstrukce

Systém sběru

  • Konstrukce sběrného trychtýře
  • Oddělování jemných a hrubých prášků
  • Minimalizace oxidace

Rychlost chlazení

  • Teplota a tlak plynu
  • Vzdálenost mezi tryskou a sběrnou nálevkou

Automatizace

  • Řídicí systémy pro bezpečný a opakovatelný provoz
  • Sledování a zaznamenávání dat

Správný návrh je rozhodující pro dosažení požadovaných vlastností, jako je velikost, tvar a mikrostruktura částic.

Dodavatelé systémů atomizace plynu

Existuje mnoho výrobců zařízení, kteří navrhují a vyrábějí plynové rozprašovací systémy. Zde jsou uvedeni někteří z hlavních dodavatelů:

DodavatelUmístění
Pokročilé zpracování materiálů (AMP)NÁS
PSINÁS
3D kovový prášekNÁS
Systémy PhenixFrancie
Vynikající výstřelKanada
Výroba cyklonůKanada
ISL Vacuum技术Čína

Kupující musí hodnotit dodavatele na základě:

  • Zkušenosti a pověst v oboru
  • Úspěšné instalace
  • Flexibilita designu a přizpůsobení
  • Poprodejní servis a podpora

Ceny se pohybují od přibližně $500 000 do více než $2 milionů v závislosti na kapacitě, funkcích a přizpůsobení.

Instalace a provoz

Správné postupy instalace a provozu jsou pro plynové rozprašovače zásadní. Zde jsou uvedeny klíčové pokyny:

  • Základy by měly být navrženy tak, aby zvládaly vibrace během provozu.
  • Všechny inženýrské sítě, jako je napájení, inertní plyn, chladicí voda, musí být vhodně připojeny.
  • Řídicí systémy by měly být před použitím kalibrovány
  • První uvedení do provozu by mělo být provedeno s kovy o nízké teplotě.
  • Školení obsluhy je nezbytné pro bezpečnost a správné postupy
  • Měla by být naplánována preventivní údržba podle pokynů dodavatele.

Pro zajištění požadovaných vlastností prášku je nutné průběžné sledování a analýza distribuce velikosti částic a morfologie.

Údržba a řešení problémů

Pro spolehlivost plynového rozprašovače je zásadní pravidelná údržba:

ÚkolFrekvence
Kontrola trysky a komoryDenně
Zkontrolujte chladicí potrubíTýdenní
Čistý sběrný systémMěsíční
Kontrola těsnosti plynového potrubíMěsíční
Kontrola kontrolních přístrojůMěsíční
Generální oprava taveninyRoční

Vyskytnuté problémy a tipy pro jejich řešení:

VydáníMožná příčinaŘešení
Nepravidelná velikost práškuUcpaná/poškozená tryskaVyčistěte nebo vyměňte trysku
Nízká výtěžnost práškuNízký tlak plynuKontrola funkce kompresoru
Oxidovaný prášekNetěsnost v komořeUtěsněte netěsnosti a pročistěte je inertním plynem.
Segregace práškuNesprávná konstrukce sběračeOptimalizace úhlů sběrného trychtýře
Ucpání trysekNečistoty v kovuPoužití vysoce čistého kovu, filtrační taveniny

Přísný plán preventivní údržby a monitorovací postupy jsou zásadní pro minimalizaci prostojů. Personál by měl být řádně vyškolen v technikách odstraňování poruch.

Výběr dodavatele plynového rozprašovače

Zde jsou uvedeny klíčové informace pro výběr dodavatele plynového rozprašovače:

Technické znalosti

  • Zkušenosti s navrhováním atomizérů pro specifické kovy nebo slitiny
  • Schopnost dosáhnout požadované velikosti a morfologie částic
  • Rozumět požadavkům, jako je inertní provoz, ochranné atmosféry

Přizpůsobení

  • Flexibilita při úpravě konstrukce podle výrobní kapacity, vlastností prášku
  • Integrace dalších funkcí, jako jsou odplyňovače, legující přísady.

Kvalita

  • Konzistentní výroba prášku splňující specifikace
  • Spolehlivé zařízení s minimálními prostoji
  • Pověst vysoce kvalitní výroby

Servis

  • Technická podpora při instalaci, spuštění a provozu
  • Školící programy pro operátory
  • Dostupnost náhradních dílů a servisu v terénu

Stanovení cen

  • Celkové náklady včetně pomocného vybavení, ovládacích prvků, možností
  • Analýza nákladů a přínosů vlastních funkcí
  • Smlouvy o poprodejním servisu a údržbě

Pro výběr správného plynového rozprašovače je důležité stanovit priority klíčových požadavků a porovnat dodavatele.

Výhody a nevýhody atomizace plynu

Výhody

  • Vynikající kontrola velikosti a morfologie částic
  • Použitelné pro širokou škálu slitin
  • Možnost inertního provozu pro minimalizaci oxidace
  • Průběžná výroba prášku s dobrou výtěžností
  • Automatizovaný provoz pro bezpečnost a konzistenci

Omezení

  • Vysoké investiční a provozní náklady
  • Omezená flexibilita při změnách slitin
  • Prášky mohou vyžadovat sekundární zpracování
  • Nevhodné pro některé reaktivní slitiny
  • Vyžaduje kvalifikovaný personál pro obsluhu

Plynová atomizace je upřednostňovanou metodou výroby prášku, pokud je rozhodující přesná kontrola vlastností prášku.

Atomizace plynu vs. alternativní metody

Srovnání s atomizací vody

  • Užší distribuce velikosti částic s plynovou atomizací
  • Nižší odběr kyslíku ve srovnání s rozprašováním vody
  • Vyšší investiční náklady než u rozprašování vody
  • Omezený rozsah slitin v porovnání s rozprašováním vody

Srovnání s plazmovou atomizací

  • Jemnější velikost prášku dosažitelná díky plazmové atomizaci
  • Dražší než plynové rozprašovací systémy
  • Omezená výrobní kapacita s plazmovou atomizací
  • Podobné možnosti inertní atmosféry

Srovnání s indukčním tavením elektrodami

  • Nižší produktivita než u plynové atomizace
  • Omezená možnost kontroly velikosti a tvaru částic
  • Jednoduchý a levný proces ve srovnání s plynovou atomizací
  • Vhodné pouze pro snadno tavitelné kovy

Plynová atomizace poskytuje nejlepší rovnováhu mezi kontrolou velikosti částic a přiměřenou produktivitou pro mnoho kritických aplikací v práškové metalurgii.

Výhled do budoucna pro technologii atomizace plynu

Budoucí vyhlídky pro rozprašování plynu jsou pozitivní díky několika trendům:

  • Rostoucí využívání aditivní výroby zvyšuje poptávku po jemných prášcích
  • Potřeba přizpůsobených vlastností prášku pro pokročilé materiály
  • Vývoj nových konstrukcí trysek pro rozprašování plynu
  • Rozšíření na širší škálu slitin včetně oxidů kovů
  • Integrace automatizace a internetu věcí pro lepší sledování procesů
  • Použití plynové atomizace pro mikrostrukturované částice
  • Zavedení rozprašování plynu v rozvojových zemích

Zařízení pro rozprašování plynu se budou nadále vyvíjet, aby splňovala požadavky na prášek nových technologií a pokročilých materiálů.

rozprašování plynu

FAQ

Otázka: Jaké nejmenší velikosti částic lze dosáhnout pomocí plynové atomizace?

Odpověď: Plynové rozprašovače mohou optimalizací parametrů, jako je tlak plynu, konstrukce trysky a sběrná vzdálenost, dosáhnout prášku o velikosti přibližně 5 mikronů. Při velmi jemných velikostech však výrazně klesá rychlost výroby.

Otázka: Jak moc je nutné monitorovat a kontrolovat provoz plynového rozprašovače?

Odpověď: Je nutné průběžně sledovat teplotu, tlak plynu a distribuci velikosti prášku. Ke sledování a regulaci všech procesních parametrů se obvykle používají automatizované programovatelné logické řídicí jednotky.

Otázka: Jakou údržbu je třeba provádět u plynového rozprašovacího zařízení?

Odpověď: Trysky, plynové potrubí a filtry je třeba pravidelně kontrolovat a v případě ucpání vyměnit. Je třeba zkontrolovat vodní chladicí potrubí. Tavná jednotka vyžaduje každoroční generální opravu. Správná údržba minimalizuje prostoje.

Otázka: Jak rychle lze přepínat plynové rozprašovače mezi různými slitinami?

Odpověď: Výměna slitiny trvá 1-2 dny v závislosti na pořadí materiálu. Trysky a linky je třeba vyčistit, aby nedošlo ke křížové kontaminaci mezi prášky slitin.

Otázka: Jaká bezpečnostní opatření jsou nutná pro rozprašování plynu?

Odpověď: Povinné jsou správné ochranné prostředky pro personál, monitory plynu, nouzové uzávěry a školení o bezpečnostních postupech. Provoz s inertním plynem rovněž zvyšuje bezpečnost.

Otázka: Jaká je typická výrobní kapacita průmyslových plynových rozprašovačů?

Odpověď: Výrobní kapacita se pohybuje od 50 kg/h u stolních laboratorních jednotek až po více než 1000 kg/h u velkokapacitních průmyslových rozprašovačů plynu v závislosti na konstrukci a velikosti trysky.

Otázka: Jaké odborné znalosti jsou nutné pro správnou obsluhu plynového rozprašovacího zařízení?

Odpověď: Personál potřebuje školení v oblastech, jako je lití taveniny, zpracování prášku, přístrojové vybavení, mechanické systémy a řešení problémů. Velmi výhodné jsou také znalosti metalurgie.

znát více procesů 3D tisku

Sdílet na

Facebook
Cvrlikání
LinkedIn
WhatsApp
E-mailem

MET3DP Technology Co., LTD je předním poskytovatelem řešení aditivní výroby se sídlem v Qingdao v Číně. Naše společnost se specializuje na zařízení pro 3D tisk a vysoce výkonné kovové prášky pro průmyslové aplikace.

Dotaz k získání nejlepší ceny a přizpůsobeného řešení pro vaše podnikání!

Související články

Získejte Metal3DP
Produktová brožura

Získejte nejnovější produkty a ceník