Přehled kovových prášků

Kovové prášky označuje jemné kovové granule, které se používají při výrobě, zpracování a dalších průmyslových aplikacích. Skládají se z kovových částic ve formě prášku, které vykazují jedinečné vlastnosti ve srovnání s volně loženými kovy, díky nimž jsou vhodné pro specializované použití.

Klíčové údaje o kovových prášcích:

Typy Kovové prášky

Mnoho čistých kovů a slitin kovů je k dispozici ve formě prášku pro průmyslové použití. Mezi hlavní kategorie a příklady patří:

Volba konkrétního kovu nebo slitiny závisí na faktorech, jako je cena, požadované fyzikální vlastnosti, kompatibilita, estetika a výkonnostní požadavky aplikace.

Složení a vlastnosti

Složení a vlastnosti kovových prášků závisí na základním kovu, použitých legujících prvcích, způsobu výroby, rozsahu velikosti částic, tvaru, pórovitosti a povrchové úpravě.

Pochopení vlivu těchto parametrů na vlastnosti prášku umožňuje vybrat vhodný prášek pro danou aplikaci.

Aplikace a použití

Kovové prášky nacházejí široké uplatnění ve výrobě, stavebnictví, elektronice, automobilovém a leteckém průmyslu, medicíně a dalších odvětvích.

Kovové prášky slouží k různým aplikacím v mnoha technologických oblastech a umožňují specializované výrobní techniky.

Specifikace

Kovové prášky musí splňovat celou řadu přesných fyzikálních specifikací a specifikací složení, aby mohly účinně fungovat ve výrobních procesech.

Splnění specifikací zajišťuje konzistenci jednotlivých šarží a kompatibilitu prášku s výrobními procesy.

Procesy výroby prášku

Kovové prášky se vyrábějí různými metodami, z nichž každá vede k práškům s různými vlastnostmi vhodnými pro určité aplikace.

• Plynová a vodní atomizace umožňují vysokou rychlost výroby jemných sférických prášků vhodných pro aditivní výrobu.
• Elektrolýzou se získávají porézní, nepravidelné prášky vhodné pro lisování/spékání.
• Mechanické frézování je univerzální pro výrobu kompozitů, slitin a nanoprášků z různých kovů.

Vlastnosti prášku tak lze přizpůsobit různými výrobními metodami.

Třídy a standardy

Různé národní a mezinárodní normalizační organizace vypracovaly specifikace tříd pro běžné kovové prášky, které umožňují kontrolu kvality při výrobě a použití.

Označení třídy udává rozsah velikosti částic, úroveň čistoty, složení slitiny a další parametry, které pomáhají sladit prášky s předpokládaným použitím v různých odvětvích.

Stanovení cen

Ceny kovových prášků závisí na složení, požadované úrovni čistoty, použité výrobní metodě, nedostatku surovin, dynamice nabídky a poptávky a nakupovaném množství.

Odhadované cenové rozpětí pro volně ložené množství nakoupené přímo od hlavních výrobců.

Ceny se řídí typickým pořadím - železné kovy < neželezné slitiny < vysoce výkonné slitiny na základě vstupních nákladů na kovy. Masově prodávané kovy, jako je železo a prášková nerezová ocel, se vyrábějí ve velkých objemech, což je činí nejekonomičtějšími.

Srovnání hlavních typů kovových prášků

• Práškové nerezové oceli nabízejí odolnost proti korozi a pevnost za nízkou cenu, vhodné pro spotřební výrobky
• Prášky z lehkých hliníkových slitin hojně využívané pro automobilové komponenty citlivé na hmotnost
• Slitiny niklu dobře snášejí vysoké teploty; vhodné pro motory a plynové turbíny.
• Titan má poměr pevnosti a hmotnosti požadovaný u konstrukčních částí letadel.

Každý typ prášku má tedy specifické vlastnosti, které jej činí vhodným pro specifické aplikace v různých průmyslových odvětvích.

Výhody a nevýhody Kovové prášky

Klady - kovové prášky umožňují transformační výrobní možnosti a přizpůsobení vlastností širokému výběru materiálů.

Nevýhody - existují bezpečnostní problémy při skladování a manipulaci; vlastnosti jsou specifické pro danou aplikaci.

Při důkladné technické kontrole převažují jedinečné výhody kovových prášků nad jejich nedostatky pro kritické aplikace.

FAQ

Proč se místo pevných kovů používají kovové prášky?

Kovové prášky mají ve srovnání s volně loženými kovy jedinečné výhody při výrobě a dalších aplikacích:

• Velký poměr povrchu k objemu zlepšuje reaktivitu při legování, zahřívání a nanášení povlaků.
• Jemné rovnoměrné struktury a řízené rychlé chlazení z práškových procesů
• Metody výroby blízké čistému tvaru, jako je aditivní výroba a vstřikování prášku.
• Složení prášků na míru umožňuje výrobu vysoce výkonných slitin
• Zjednodušená výroba komplexních a složitých součástí
• Nižší spotřeba energie než při těžbě a rafinaci z rud.

Specifické vlastnosti, které jsou možné pouze u prášků, je tak činí vhodnějšími než volně ložené kovy pro specifické aplikace.

Jak zjistit, zda je kovový prášek kvalitní?

Ukazatele, že kovový prášek splňuje normy kvality:

• Složení - Vysoká čistota se specifikovanými legujícími prvky zajišťuje spolehlivý výkon.
• Velikost částic - Úzké rozdělení zlepšuje hustotu a průtokové charakteristiky
• Morfologie - Sférické částice zajišťují lepší tekutost než částice nepravidelných tvarů.
• Průtoková rychlost - Měřeno průtokoměrem v hale nebo zkouškou úhlu sklonění pro splnění referenčních hodnot tekutosti.
• Zdánlivá hustota - Vyšší hustota zlepšuje balení a roztíratelnost prášku
• Hustota poklepání - Vyšší hustota znamená lepší tekutost při vibracích.
• Obsah vlhkosti - Nízká vlhkost zajišťuje, že se prášek při skladování a manipulaci neshlukuje.

Splnění specifikací vlastností prášku prokazuje uživatelům kontrolu výrobního procesu a konzistenci jednotlivých šarží.

Jaká opatření je třeba dodržovat při manipulaci s kovovými prášky?

Při práci s kovovými prášky jsou nutná zvláštní bezpečnostní opatření:

• Nebezpečí výbuchu - V jemně rozptýlené formě jsou prášky vysoce hořlavé, vyhněte se zdrojům vznícení.
• Problémy s oxidací - Citlivé reaktivní prášky musí být skladovány v atmosféře inertního plynu.
• Kontejnmentové systémy - používané nepropustné nádoby zabraňují rozlití; upřednostňují se uzavřené systémy pro manipulaci s práškem.
• Bezpečnost personálu - Ochranný oděv, rukavice, dýchací masky povinné zejména u toxických prášků.
• Ventilace - Místní odsávací systémy, které zabraňují suspendování jemných částic ve vzduchu, které mohou být vdechnuty.
• Uzemnění - uzemněné zařízení zabraňuje vzniku statického náboje, který může způsobit vznícení prášků.
• Kontrola vlhkosti -Udržování vlhkosti, aby nedocházelo ke spékání a zanášení prášků

Pro bezpečnou manipulaci s kovovými prášky jsou nutné přísné kontroly a ochranné systémy kvůli rizikům požáru, zdraví a kontaminace.

Jaké jsou běžné technické problémy při 3D tisku pomocí kovových prášků?

Některé běžné problémy s aditivní výrobou na bázi kovových prášků:

• Pórovitost - Plynové bubliny zachycené během tuhnutí zanechávají dutiny, které snižují pevnost.
• Povrchová úprava - Vrstva po vrstvě způsobuje nerovnosti vyžadující následné zpracování
• Zbytkové napětí - Tepelné cykly vyvolávají vnitřní pnutí vedoucí k deformaci nebo prasklinám dílů.
• Anizotropní vlastnosti - Směrovost vrstev způsobuje rozdíly ve vlastnostech materiálu.
• Rozměrová tolerance - Limity přesnosti v důsledku smršťování, kolísání velikosti částic prášku
• Nedostatek fúze - Neúplné roztavení mezi vrstvami v důsledku špatného rozprostření prášku ovlivňuje pevnost.
• Nežádoucí legování - Interakce mezi exotickými materiály a základní deskou vyžaduje kontrolu
• Dlouhá doba sestavení - Složité geometrie trvající několik dní hrozí, že poruchy zařízení zastaví práci

Pochopení a zmírnění těchto mechanismů pomocí modelování, optimalizovaných parametrů zpracování a kontroly kvality je zásadní pro spolehlivou aditivní výrobu kovů.

Závěr

Kovové prášky představují univerzální formát materiálu, který otevírá nové možnosti výroby v různých průmyslových odvětvích. Umožňují vytvářet složení na míru, které není možné při běžném zpracování sypkých kovů v pevné formě. S celosvětovou standardizací specifikací a tříd prášků se bude nadále zlepšovat konzistence a spolehlivost, což pomůže přechodu specializovaných technik do hlavního proudu. Pokrok ve výrobních technologiích rovněž sníží náklady a zmírní současná omezení týkající se nedostatečného tavení, zbytkových napětí a směrových vlastností. Rychlý rozvoj aditivní výroby kovů, zejména v leteckém a zdravotnickém průmyslu a v oblasti výroby nástrojů, podtrhuje transformační potenciál kovových prášků. S jejich větším rozšířením jsou připraveny převzít zásadní roli propojující vývoj vysoce výkonných materiálů s výrobními procesy nové generace.

znát více procesů 3D tisku