Sprzęt do rozpylania proszków metali

Atomizacja proszków metali to technika redukcji wielkości cząstek wykorzystywana do produkcji drobnych proszków metali o zoptymalizowanych właściwościach do zastosowań przemysłowych. Proces ten polega na przetłaczaniu stopionego metalu przez dyszę w celu rozbicia go na jednolite kropelki, które szybko zestalają się w cząstki proszku.

Atomizacja umożliwia kontrolę nad rozkładem wielkości cząstek proszku, morfologią, czystością i innymi właściwościami krytycznymi dla wysokiej wydajności w druku 3D z metalu, produkcji części w metalurgii proszków, procesach powlekania metalicznego i nie tylko. Niniejszy artykuł zawiera kompleksowy przegląd różnych typów urządzeń do atomizacji, zasad działania, rozważań projektowych, zastosowań, zalet i ograniczeń.

Przegląd procesu rozpylania proszków metali

Atomizacja proszków metali przekształca ciekły metal luzem w drobne kuliste proszki o kontrolowanych właściwościach. Osiąga się to poprzez rozbicie strumienia stopionego metalu na drobne kropelki za pomocą strumienia gazu lub cieczy. Kropelki szybko zestalają się w cząstki proszku podczas chłodzenia.

Kluczowymi etapami tego procesu są

• Topienie metali - Surowy wsad metalowy jest topiony za pomocą pieca indukcyjnego, topienia łukowego lub innych technik. Typowe rozpylane metale to aluminium, tytan, nikiel, żelazo, kobalt, miedź itp.
• Molten Metal Supply - Ciekły metal jest utrzymywany w optymalnej temperaturze i kierowany do strefy atomizacji za pomocą kadzi pośredniej, tygli lub pomp.
• Atomizacja - Strumień stopionego metalu jest rozbijany na kropelki poprzez interakcję z gazem lub cieczą o dużej prędkości. Stosowane są różne metody atomizacji.
• Powder Collection - Rozpylony proszek metaliczny jest chłodzony i zbierany do dalszych operacji. Można zastosować przesiewanie, separację magnetyczną, procesy wyżarzania.
• Charakterystyka proszku - Analizowany jest rozkład wielkości cząstek, morfologia, gęstość, płynność i mikrostruktura proszku.

Właściwa kontrola parametrów procesu, takich jak skład metalu, temperatura, prędkość płynu rozpylającego, konstrukcja rozpylacza ma kluczowe znaczenie dla osiągnięcia pożądanych właściwości proszku.

Rodzaje urządzeń do atomizacji

Systemy atomizacji można podzielić na kategorie w oparciu o medium używane do rozpadu stopionego metalu na kropelki:

Atomizacja gazu

W atomizacji gazowej energia kinetyczna gazu pod wysokim ciśnieniem gwałtownie przyspiesza i rozprasza strumień ciekłego metalu na drobne kropelki. W oparciu o projekt dostarczania gazu, można go dalej sklasyfikować na:

• Ciśnieniowa atomizacja gazu - Wykorzystuje blisko sprzężone dysze do dostarczania sprężonego powietrza lub gazu obojętnego na boki strumienia ciekłego metalu.
• Atomizacja gazu w dyszy dwuprzepływowej - Dysze współosiowe wprowadzają gaz o wysokiej prędkości atomizacji wokół wewnętrznej metalowej rurki dostarczającej.
• Atomizacja gazowa z wieloma dyszami - Wykorzystuje szereg dysz zbieżno-rozbieżnych do dostarczania naddźwiękowych strumieni gazu do strumienia stopionego materiału.

Proszki rozpylane gazowo mają mniejszy rozmiar cząstek, bardziej jednolitą morfologię i wyższą czystość w porównaniu do proszków rozpylanych wodą. Proces ten jest jednak energochłonny i kosztowny.

Atomizacja wody

W atomizacji wodnej strumień stopionego metalu jest dezintegrowany przez uderzenie strumieniem wody pod wysokim ciśnieniem. Powstają krople o szerszym rozkładzie wielkości. Atomizacja wodna ma niższe koszty kapitałowe i operacyjne w porównaniu do atomizacji gazowej.

Na podstawie projektu można zastosować atomizację wody:

• Atomizacja wody w ścisłym sprzężeniu - Strumienie wody uderzają bezpośrednio w ciekły metal wychodzący z kadzi pośredniej.
• Atomizacja swobodnego spadku wody - Spadający strumień stopionego metalu jest przechwytywany przez dysze wodne poniżej kadzi pośredniej.

Proszki rozpylane wodą mają bardziej nieregularne kształty cząstek i szerszy rozkład, idealny do prasowania i spiekania. Woda wprowadza jednak zanieczyszczenia.

Atomizacja odśrodkowa

W atomizacji odśrodkowej stopiony metal jest wlewany lub pompowany do wirującego z dużą prędkością dysku lub kubka. Metal tworzy cienką warstwę na obwodzie, która rozpada się na drobne kropelki pod wpływem sił odśrodkowych.

Zalety obejmują prostą konstrukcję, niskie zużycie gazu, łatwe skalowanie. Zakres rozmiarów jest jednak stosunkowo większy niż w przypadku atomizacji gazowej. Służy do produkcji sferycznych proszków z metali o niskiej temperaturze topnienia, takich jak cyna, ołów, cynk itp.

Ultradźwiękowa atomizacja gazu

Łączy atomizację gazową z generatorem ultradźwiękowym połączonym z dyszą. Wibracje o wysokiej częstotliwości zwiększają rozpad i dyspersję metalu na drobniejsze kropelki, uzyskując submikronowy proszek.

Bardzo skuteczny w generowaniu nanokrystalicznych i amorficznych morfologii proszków. Ale drogie i wymagające konserwacji. Używany do specjalistycznych zastosowań.

Erozja iskrowa Atomizacja

W tej technice atomizacji elektrycznej między stopionym metalem a końcówką elektrody stosuje się impulsowe wyładowanie iskrowe o wysokim natężeniu prądu, tworząc plazmę, która rozbija metal na ultradrobny kulisty proszek.

Umożliwia produkcję bardzo drobnego, wysoce sferycznego proszku metalicznego. Ale niska wydajność i wysokie koszty. Najczęściej stosowany do metali szlachetnych, takich jak złoto, platyna, pallad.

Komponenty i konstrukcja atomizera

Atomizery składają się z różnych komponentów zaprojektowanych w celu skutecznego topienia, wlewania, rozpylania, chłodzenia i zbierania proszku metalicznego.

System topienia i zalewania metalu

• Piec indukcyjny - Najczęściej używany do topienia metali takich jak stal. Umożliwia dobrą kontrolę temperatury i niskie zanieczyszczenie stopu.
• Tygle - Ogniotrwałe naczynia ceramiczne używane do przechowywania wsadu metalowego. Mogą być podgrzewane w oddzielnym piecu i ręcznie zalewane lub bezpośrednio włączane do systemu atomizacji.
• Tundish - Pośredni zbiornik stopionego metalu, który kontroluje szybkość wlewania do sekcji atomizacji.
• Downspout - Precyzyjnie kieruje przepływ stopionego metalu do strefy atomizacji. Wykonane z metalu ogniotrwałego, takiego jak wolfram, aby wytrzymać wysokie temperatury.
• Pompy - Służy do kontrolowania dostarczania stopionego metalu pod ciśnieniem w niektórych konfiguracjach rozpylaczy.

Sekcja atomizacji

• Dysza rozpylająca - Specjalistyczne dysze odporne na wysokie ciśnienie i temperaturę używane do tworzenia strumieni gazu lub wody do atomizacji.
• Układy dysz - Wiele wyspecjalizowanych dysz strategicznie rozmieszczonych w celu optymalizacji formowania kropli.
• Komponenty wirujące - Dyski, kubki używane w atomizacji odśrodkowej obracają się z bardzo dużą prędkością - od 10 000 do 50 000 obrotów na minutę napędzane silnikiem elektrycznym.
• Generator ultradźwięków - Przekształca sygnał elektryczny w drgania mechaniczne o wysokiej częstotliwości w obszarze dyszy. Używany w atomizacji ultradźwiękowej.
• Zasilanie - Zapewnia wysoki prąd do generowania łuku elektrycznego do atomizacji erozji iskrowej.

System obsługi proszków

• Separatory cyklonowe - Oddzielanie drobnego proszku od strumieni gazu procesowego lub wody za pomocą sił odśrodkowych.
• Filtry workowe - Zbiera bardzo drobny proszek, który nie został oddzielony w cyklonach. Wymaga częstej wymiany.
• Klasyfikatory sitowe - Klasyfikacja wielkości proszku na różne frakcje przy użyciu sit siatkowych.
• Separatory magnetyczne - Usunąć wszelkie zanieczyszczenia z proszku.
• Przenośniki - Transportuje proszek pomiędzy urządzeniami. Stosowane są przenośniki ślimakowe, taśmowe i wibracyjne.
• Hoppery - Przechowuje proszek do dalszego przetwarzania lub pakowania.
• Odkurzanie - Usuwa rozsypany proszek ze sprzętu i powierzchni, co ma kluczowe znaczenie w przypadku reaktywnych proszków metali.

Oprzyrządowanie i sterowanie

• Czujniki temperatury - Kluczowe znaczenie ma monitorowanie i kontrolowanie temperatury pieca/stopu i dyszy w celu zapewnienia optymalnej atomizacji.
• Czujniki ciśnienia - Monitoruj ciśnienie gazu i wody w dyszach, aby utrzymać prawidłową atomizację.
• Przepływomierze - Pomiar i kontrola natężenia przepływu płynu rozpylającego i stopionego materiału.
• Tachometry - Monitoruje prędkość obrotową odśrodkowych tarcz rozpylających.
• Czujniki poziomu - Utrzymuje optymalny poziom stopu w kluczowych naczyniach. Zapobiega przepełnieniu.
• Wyłącznik awaryjny - Wymagane do szybkiego i bezpiecznego wyłączania maszyn w przypadku jakichkolwiek problemów.
• System kontroli - Zautomatyzowane sterowanie komputerowe optymalizuje koordynację parametrów i poprawia powtarzalność.

Parametry procesu atomizacji proszków metali

Właściwy dobór parametrów procesu jest kluczem do uzyskania proszków o pożądanych właściwościach. Poniższa tabela podsumowuje kluczowe zmienne i ich wpływ na właściwości proszku:

Charakterystyka rozpylonego proszku metalu

Właściwości i jakość rozpylonego proszku determinują wydajność w dalszych zastosowaniach. Kluczowe cechy poddawane ocenie to:

Rozkład wielkości cząstek

Rozkład cząstek proszku w różnych frakcjach wielkości, powszechnie reprezentowanych jako percentyle D10, D50 i D90. Atomizacja gazowa pozwala uzyskać cząstki o wielkości poniżej 20 mikronów, podczas gdy atomizacja wodna pozwala uzyskać grubszy proszek.

Kształt i morfologia cząstek

Proszek rozpylany gazowo ma wysoce sferyczne cząstki, podczas gdy proszek rozpylany wodą jest bardziej nieregularny. Cząstki satelitarne wskazują na brak optymalnej atomizacji. Zaokrąglony proszek ma lepszy przepływ i gęstość upakowania.

Skład chemiczny

Skład pierwiastkowy i fazowy z testów. Określa klasę stopu. Atomizacja gazowa zapewnia wysoką czystość, podczas gdy woda może zanieczyścić metale reaktywne, takie jak tytan, aluminium.

Gęstość pozorna i kranowa

Wskaźnik wydajności upakowania proszku. Wyższa gęstość poprawia właściwości produktu podczas prasowania i spiekania. Może jednak wpływać na przepływ proszku. Wartości zazwyczaj 40-65% gęstości materiału.

Charakterystyka przepływu

Ważne dla obsługi i dalszego przetwarzania. Wpływ czynników takich jak kształt cząstek, rozkład wielkości, struktura powierzchni. Poprawiona przez wyżarzanie, obróbkę powierzchni.

Mikrostruktura

Wewnętrzna struktura proszku ujawniona za pomocą mikroskopii. Proszek rozpylany gazem ma drobne ziarna i defekty wynikające z szybkiego krzepnięcia, podczas gdy proszek rozpylany wodą jest grubszy. Określa zachowanie podczas spiekania.

Zastosowania atomizacji proszków metali

Rozpylone proszki metali znajdują szeroki zakres zastosowań w zaawansowanej produkcji, poprawiając jakość i wydajność produktu w porównaniu z konwencjonalnym przetwarzaniem metali:

Wytwarzanie przyrostowe

• Druk 3D - Sferyczne proszki atomizowane o kontrolowanym rozkładzie wielkości są idealne do technik fuzji w złożu proszkowym. Powszechnie stosowane są nadstopy aluminium, tytanu i niklu.
• Formowanie wtryskowe metali - drobniejsze proszki stali nierdzewnej, tytanu i aluminium usprawniają proces spiekania i zwiększają gęstość komponentów.

Metalurgia proszków

• Prasowanie i spiekanie - Nieregularny, gruboziarnisty proszek żelazny rozpylany wodą, stosowany do wysokiej produkcji części P/M o dobrych właściwościach mechanicznych.
• Magnesy miękkie i twarde - Drobnokrystaliczne proszki NdFeB i SmCo zapewniają wysoką wydajność magnesów klejonych i prasowanych na gorąco.
• Materiały cierne - Rozpylany wodą proszek miedzi zwiększa wydajność klocków hamulcowych i okładzin sprzęgła.

Powłoki powierzchniowe

• Natryskiwanie cieplne - Sferyczny proszek o kontrolowanym rozkładzie wielkości jest ważny dla jednolitych, gęstych powłok natryskiwanych plazmowo lub HVOF. Stosowany proszek WC-Co, stop niklu.
• Vapor Deposition - ultradrobnoziarnisty proszek nadstopu wykorzystywany w procesie fizycznego osadzania z fazy gazowej wiązką elektronów w celu uzyskania powłok turbin o zwiększonej ochronie.

Inne

• Formowanie wtryskowe metali - drobnoziarniste surowce proszkowe ze stali nierdzewnej, tytanu i aluminium umożliwiają produkcję małych, złożonych komponentów.
• Pasty lutownicze - Atomizowane srebro, złoto, stop miedzi stosowany w produkcji wysokotemperaturowych połączeń lutowanych.
• Erozja iskrowa - Ultradrobny proszek sferyczny stosowany jako medium dielektryczne poprawia precyzję i szybkość obróbki elektroerozyjnej.

Zalety atomizacji proszków metali

W porównaniu z konwencjonalnymi metodami przetwarzania metali, kluczowe korzyści płynące z zastosowania rozpylonych proszków obejmują:

• Ulepszone właściwości mechaniczne - Drobna, jednorodna mikrostruktura wynikająca z szybkiego krzepnięcia zwiększa granicę plastyczności, trwałość zmęczeniową i ciągliwość.
• Precyzyjna kontrola wymiarów - Spójny, sferyczny proszek umożliwia uzyskanie wysokiej gęstości i precyzyjnego kształtu siatki. Ogranicza obróbkę skrawaniem.
• Wyższa produktywność - Komponenty mogą być produkowane masowo za pomocą przetwarzania proszków metali szybciej niż metodami subtraktywnymi.
• Większa swoboda projektowania - Możliwe jest wytwarzanie skomplikowanych geometrii, które są niemożliwe do uzyskania poprzez odlewanie lub obróbkę skrawaniem.
• Minimalizuje ilość odpadów - Możliwość uzyskania kształtu zbliżonego do netto zmniejsza straty złomu w porównaniu z metalurgią wlewków. Niewykorzystany proszek można poddać recyklingowi.
• Niższe zużycie energii - Proces proszkowy wymaga niższej temperatury i energii niż produkcja z metalu luzem.
• Stopy niestandardowe - Możliwe jest rozpylanie specjalistycznych kompozycji, które są trudne do wytworzenia za pomocą wlewków.
• Wysoka czystość - Reaktywne pierwiastki, takie jak tytan, mogą być rozpylane z mniejszym zanieczyszczeniem niż w przypadku konwencjonalnych praktyk.

Ograniczenia atomizacji proszków metali

• Wysokie nakłady inwestycyjne na sprzęt do atomizacji i systemy obsługi proszków w porównaniu do przetwarzania metali luzem.
• Do wytwarzania produktów z proszków potrzebne są dodatkowe procesy, takie jak zagęszczanie, spiekanie itp. Cała ścieżka produkcji jest złożona.
• Uzyskanie ultradrobnego proszku w skali nano może być trudne i kosztowne przy niższej przepustowości.
• Potencjalne zanieczyszczenie w przypadku stosowania atomizacji wodnej, zwłaszcza w przypadku metali reaktywnych.
• Proszek może adsorbować tlen i wilgoć, wymagając ochronnego przechowywania i obsługi.
• Istnieją kwestie bezpieczeństwa związane z wybuchami pyłu, zagrożeniem pożarowym i toksycznością w przypadku niektórych składów i morfologii proszków.
• Zmienność końcowych właściwości komponentów w porównaniu do produktów kutych. Wady związane z proszkiem mogą ujawnić się po konsolidacji.
• Recykling i ponowne wykorzystanie proszku metalowego jest ograniczone w porównaniu z masowymi formami metalu. Materiał jest wyrzucany po 1-2 cyklach ponownego użycia.
• Brak standardów branżowych dla nowych proszków metali w zakresie charakterystyki, metodologii testowania, kontroli jakości i certyfikacji stwarza bariery dla ich przyjęcia.

Wybór systemu rozpylania proszków metali

Wybór odpowiedniego sprzętu do atomizacji zależy od takich czynników, jak

Wielkość produkcji

• Niska produkcja - atomizery laboratoryjne i pilotażowe. Odśrodkowe lub ciśnieniowe systemy atomizacji gazu.
• Średnia produkcja - atomizery do pracy ciągłej o wydajności do 3 ton proszku na godzinę.
• Wysoka produkcja - niestandardowe systemy na dużą skalę o wydajności przekraczającej 10 ton/godzinę.

Materiał proszkowy

• Metale niereaktywne, takie jak stal i stopy niklu, mogą wykorzystywać atomizację wodną.
• Stopy wrażliwe na wodę, takie jak aluminium, tytan, wymagają atomizacji w gazie obojętnym.
• Metale ogniotrwałe, takie jak wolfram, wymagają specjalistycznych środków rozpylających i ochrony.

Właściwości proszku

• Atomizacja gazowa dla drobniejszego proszku poniżej 30 mikronów o kulistej morfologii.
• Atomizacja wodna dla grubszego, nieregularnego proszku do prasowania.
• Specjalistyczna atomizacja nanokrystalicznego lub amorficznego proszku metalicznego.

Zastosowanie produktu

• Produkcja addytywna wykorzystuje bardzo drobny proszek o kontrolowanym rozkładzie cząstek z atomizacji gazowej.
• Formowanie wtryskowe proszków wymaga drobnego, kulistego proszku o dobrym przepływie.
• Powłoki natryskiwane cieplnie wymagają gęstego, kulistego proszku, który dobrze się upakowuje.

Koszty kapitałowe i operacyjne

• Atomizacja wodna wiąże się z niższymi kosztami sprzętu i eksploatacji, ale może obniżyć jakość proszku.
• Atomizacja gazowa ma 10-krotnie wyższy koszt kapitałowy, ale wytwarza lepszy proszek. Koszty operacyjne również są wyższe.
• Atomizacja odśrodkowa jest ekonomiczna, ale ma ograniczenia dotyczące rozmiaru i kształtu.

Integracja zakładu

• Wymaga wystarczającej infrastruktury do przygotowania stopu, obsługi proszku, przechowywania i transportu.
• Systemy ochronne dla metali reaktywnych, takie jak atmosfera gazu obojętnego.
• Zautomatyzowane kontrole i monitorowanie danych poprawiają stabilność procesu.

Wiodący producenci rozpylaczy proszków metali

Kilka firm oferuje standardowe i niestandardowe systemy i komponenty do rozpylania proszków metali:

Systemy rozpylania gazu

• Praxair - lider na rynku urządzeń do atomizacji gazów pod wysokim ciśnieniem. Oferuje systemy laboratoryjne, pilotażowe i produkcyjne.
• AP&C - Specjalizuje się w rozpylaczach gazowych z dyszami blisko sprzężonymi do metali reaktywnych i ogniotrwałych. Szeroko stosowane do proszków tytanu i aluminium.
• ALD Vacuum Technologies - Projektuje rozpylacze gazowe z wieloma dyszami do średniej i wysokiej produkcji. Należy do Oerlikon Metco.

Atomizacja wody

• Gasbarre - Oferuje atomizację wody z zamkniętym i swobodnym spadkiem dla średnich i dużych objętości.
• Sheffield Atomising Systems - Od ponad 50 lat specjalizuje się w technologii swobodnego rozpylania wody.

Atomizacja odśrodkowa

• ABB - Główny globalny dostawca sprzętu. Oferuje systemy atomizacji odśrodkowej w skali laboratoryjnej i produkcyjnej.
• Ferrum AG - Wiodący dostawca poziomych i pionowych rozpylaczy odśrodkowych z siedzibą w Szwajcarii.

Atomizacja ultradźwiękowa

• Tekna - Oferuje ultradźwiękowe rozpylacze gazu oparte na opatentowanej technologii prowadnicy indukcyjnej z podwójnym drutem.
• Ultramet - Dostarcza specjalistyczny sprzęt do atomizacji ultradźwiękowej z technologią skraplacza wysokotemperaturowego.

Erozja iskrowa Atomizacja

• PyroGenesis - Oferuje system atomizacji plazmowej (PAS) do produkcji ultradrobnych sferycznych proszków metalicznych.
• Plasma Innovations - Dostarcza systemy rozpylania erozji iskrowej w procesie elektrody rotacyjnej (REP).

Analiza kosztów rozpylaczy proszków metali

Koszt rozpylacza zależy od skali, szybkości produkcji, poziomu automatyzacji i przetwarzanego materiału proszkowego. Typowe szacunki kosztów kapitałowych:

Koszty operacyjne

• Główne koszty to energia, robocizna, konserwacja, zużycie gazu obojętnego.
• Zużycie energii podczas atomizacji gazu wynosi ~500-800 kWh na tonę proszku. Zużycie gazu 5-10 m3 na kg proszku.
• Zużycie energii atomizacji wody jest niższe i wynosi ~200-400 kWh na tonę proszku. Ale wyższe koszty pracy i konserwacji.
• Zużycie energii przez atomizację odśrodkową ~300-500 kWh na tonę proszku. Niższe zużycie gazu obojętnego.
• Części eksploatacyjne, takie jak dysze, worki filtracyjne wymagają częstej wymiany.

Możliwości redukcji kosztów

• Zwiększenie skali produkcji i wydajności proszku obniża koszt kapitałowy na kg proszku.
• Wyższy stopień automatyzacji i monitorowania zwiększa wydajność pracy.
• Recykling i ponowne wykorzystanie gazów procesowych, wody i ciepła odpadowego zmniejsza koszty operacyjne.
• Programy konserwacji zapobiegawczej minimalizują przestoje i koszty konserwacji.
• Lokalne dostawy energii, gazów, wody i usług dodatkowych obniżają koszty logistyczne.
• Zakup przebudowanych/używanych systemów atomizacji zmniejsza nakłady kapitałowe dla małych producentów.

Sprzęt do rozpylania proszków metali - często zadawane pytania

P: Jaki jest typowy zakres wielkości cząstek uzyskiwany podczas atomizacji gazowej?

O: Atomizacja gazowa może wytwarzać proszki o wielkości cząstek od 1 mikrona do ponad 100 mikronów. Typowe wartości D50 wynoszą 10-45 mikronów dla większości stopów. Drobniejszy proszek poniżej 10 mikronów jest możliwy dzięki zoptymalizowanym dyszom i wysokim prędkościom gazu.

P: Ile rocznie może wyprodukować mały system rozpylacza gazu?

Rozpylacz gazowy w skali pilotażowej o wydajności 10 kg/godz. pracujący 5000 godzin/rok może wyprodukować ~50 000 kg proszku rocznie. Mały system produkcyjny o wydajności 50 kg/godz. może wyprodukować ~250 000 kg rocznie przy pełnej produkcji.

P: Jakie rodzaje metali można rozpylić na proszek?

Większość komercyjnych systemów stopów została poddana atomizacji, w tym stal nierdzewna, stal narzędziowa, stopy niklu, stopy tytanu, stopy aluminium, nadstopy, stopy kobaltu itp. Metale ogniotrwałe, takie jak wolfram, molibden, stanowią wyzwanie i wymagają specjalistycznych systemów atomizacji.

P: Jaka jest najlepsza metoda atomizacji dla metali reaktywnych, takich jak tytan?

O: W przypadku metali reaktywnych, takich jak tytan czy aluminium, preferowana jest atomizacja gazem obojętnym, takim jak argon lub azot. Zapobiega to utlenianiu i zanieczyszczeniu w porównaniu z atomizacją wodną.

P: Jak drobny rozmiar cząstek można osiągnąć dzięki atomizacji ultradźwiękowej?

Ultradźwiękowe rozpylacze gazu mogą generować submikronowy i nanoskalowy proszek metaliczny o średnim rozmiarze poniżej 100 nanometrów, gdy są zoptymalizowane. Jednak wydajność proszku jest niska.

P: Czy proszek metalowy może być poddany recyklingowi po użyciu w produkcji addytywnej?

Tak, niewykorzystany proszek można ponownie wykorzystać w procesach AM. Jednak proszek można poddać recyklingowi tylko 1-2 razy, zanim jego właściwości ulegną pogorszeniu. Następnie proszek musi zostać ponownie zatomizowany w celu dalszego ponownego wykorzystania.

P: Jaki jest najlepszy sposób postępowania z drobnym proszkiem reaktywnym?

O: Używanie obojętnych rękawic, uszczelnianie pojemników z proszkiem, unikanie ekspozycji na powietrze/wilgoć. Niektóre materiały reaktywne mogą wymagać obróbki powierzchni. Rozpylany wodą proszek aluminiowy jest zwykle powlekany, aby zapobiec utlenianiu.

P: Dlaczego gaz obojętny o wysokiej czystości jest ważny dla atomizacji gazu?

O: Wysoka czystość minimalizuje zanieczyszczenie. Wilgoć i tlen mogą utleniać reaktywne stopy podczas atomizacji. Gazy odlotowe mogą zostać uwięzione w proszku, tworząc defekty w końcowych właściwościach części.

P: Jak łatwo jest serwisować i naprawiać rozpylacz gazu?

O: Rutynowa konserwacja jest prosta. Poważniejsze naprawy, takie jak wymiana dyszy, mogą jednak zająć kilka dni i wymagać specjalistycznego przeszkolenia personelu. Dodatkowe zespoły dysz powinny być przechowywane jako części zamienne w celu szybkiej wymiany.

P: Jakie kwestie bezpieczeństwa wiążą się z produkcją proszków metali?

O: Praca z drobnym proszkiem zawsze wiąże się z ryzykiem wybuchu pyłu. Inne obawy to zagrożenia związane z gazami pod ciśnieniem, elektrycznością wysokiego napięcia, podwyższonymi temperaturami, obsługą stopionego metalu wymagającą sprzętu ochronnego i szkolenia.

poznaj więcej procesów druku 3D