Proszki metali do wytwarzania przyrostowego
W technologii złoża proszku metalu firmy Renishaw wykorzystuje się wiele proszków metali, np. stop tytanu Ti6Al4V, stopy niklu Inconel 625 i 718, stopy kobaltu i chromu oraz stop aluminium AlSi10Mg.
Metalurgia proszków
Metalurgia proszków (PM) to ogólny termin związany z konsolidacją proszku metalu w ciało stałe przy użyciu ciepła i ciśnienia do łączenia cząstek; alternatywna nazwa to ściskanie i stapianie. Do zakresu metalurgii proszków (PM) należą różne techniki, jak np. ściskanie izostatyczne w wysokiej temperaturze (HIP), formowanie wtryskowe przy użyciu metalu (MIM) oraz stapianie iskrowo-plazmowe (SPS). Wszystkich tych technologii można użyć do wyprodukowania podzespołów o kształtach zbliżonych do nominalnych, co eliminuje konieczność stosowania obróbki ubytkowej, która wiąże się z dużą ilością odpadów.
W technologii wytwarzania przyrostowego firmy Renishaw materiałem wejściowym są również proszki metalu, do łączenia cząstek w matrycy zamiast ciśnienia i ciepła używa się lasera wysokiej mocy, który stapia kolejne warstwy proszku o grubości odpowiadającej w przybliżeniu grubości ludzkiego włosa. Technika, w której do utworzenia produktu stosuje się drobne proszki metalu oraz bardzo cienkie warstwy, oznacza, że można uzyskać części o bardzo złożonych kształtach geometrycznych. Możliwość uwzględniania małych siatek, kanałów wewnętrznych oraz umieszczania materiału tylko tam, gdzie jest potrzebny, oznacza, że dzięki tej technologii można zmniejszyć zużycie materiału, zwiększyć funkcjonalność, skonsolidować kilka części i produkować podzespoły o kształcie praktycznie niemożliwym do uzyskania alternatywnymi metodami.
Charakterystyka proszków
Charakterystyka proszków jest ważnym aspektem w celu pomyślnego wykonania podzespołu w technologii złoża proszku metalu. Firma Renishaw sprawdza, czy proszki metalu dostarczane do systemów wytwarzania przyrostowego są najwyższej jakości.
Co jest ważne?
Dobry przepływ, ścisłe upakowanie cząstek i oraz ich sferyczny kształt są najważniejszymi cechami, które zapewniają spójne i przewidywalne dozowanie proszku i tworzenie warstw.
Wielkość cząstki
W systemach złoża proszku metalu firmy Renishaw wykorzystuje się proszki metali o wielkości cząstek z zakresu od 15 do 45 mikronów. Na obrazie z prawej strony przedstawiono względną wielkość cząstek proszku.
W jaki sposób wytwarza się proszek metalu?
Dwie najważniejsze metody produkcji proszku metalu to atomizacja gazowa i atomizacja plazmowa.
Atomizacja plazmowa
Zwykle używana do produkcji metali reaktywnych o wysokiej czystości o wysokiej temperaturze topnienia, jak np. stop tytanu Ti6Al4V. Metalowy surowiec w formie pręta jest podawany w górnej części atomizatora, gdzie ulega stopieniu przy użyciu palnika plazmowego, a stopiony metal spada i zastyga w postaci sferycznych cząstek.
Atomizacja gazowa
Prawdopodobnie najczęściej stosowana metoda produkcji proszku metalu. Stopiony metal ze zbiornika jest przepychany przez dyszę, a następnie rozbijany strumieniem gazu obojętnego, jak argon czy azot. Strumień gazu obojętnego powoduje zastyganie stopionego metalu, a sferyczne cząstki są zbierane w dolnej części komory.