Лазерна обробка металевої піни

Металеві піни класифікуються напіни з відкритими та закритими порами. Пінопласти з закритими порами мають мембрани, які відокремлюють сусідні клітини або порожнечі, тоді як піни з відкритими порами мають мережу випадково розподілених пустот, які з’єднані між собою, як показано на малюнках (а) і (b) відповідно. Категорія певним чином дуже важлива, оскільки вона розрізняє металеві пінопласти відповідно до їх застосування. Металеві піни із закритими комірками мають високу жорсткість і в основному використовуються в конструкціях. З іншого боку, піни з відкритими комірками в основному використовуються у функціональних цілях, таких як теплообмінники, завдяки своїй великій площі поверхні та внутрішній пористій структурі.

Тому в основному відповідають методи обробкиналаштування металевої пінидо їх застосувань, визначаючи їх анатомічну структуру або розподіл пор. Методи обробки в цілому поділяються на рідинні та тверді. Рідина обробка є найпопулярнішою в промисловому виробництві через високу швидкість піноутворення та високий вихід. Процес створює пори в рідких або напівтвердих металах одним із двох основних шляхів, прямим і непрямим спінюванням. Пряме спінювання можна здійснити шляхом введення газу (повітря, азоту або аргону) або шляхом введення вторинних речовин, таких як TiH2, ZrH2, MgH2, CaCO3 тощо, безпосередньо в матрицю розплавленого металу. В обох випадках на поверхні розплаву утворюються бульбашки, які затримуються й охолоджуються, утворюючи пустоти.

Коли використовується метод непрямого спінювання, розплавлений метал не спінюється безпосередньо; натомість для переливання розплавленого металу в піну використовуються певні прекурсори, такі як полімерні піни або неорганічні частинки та порожнисті сфери низької щільності. Рідина переробка, при цьому допускається масове виробництвометалеві піниу вигляді листа, не має стабільності та керованості. Як наслідок, майже сітчасті форми важко створити. Різноманітність матеріалів, які можна використовувати для утворення піни цим методом, також дуже обмежена.

Твердотільний піноутворення можна визначити як процес виробництва металевої піни, який підтримує температуру обробки в діапазоні температур плавлення основного матеріалу. Металеві пінопласти отримують шляхом введення спінювача безпосередньо в змішаний твердий метал (внутрішня пористість) або шляхом об’єднання металевого порошку навколо попередньо обробленого тимчасового шаблону з порожнечами (зовнішня пористість). Хоча твердотільні процеси надійніше контролюються, вони дорогі. Сучасні виробничі галузі дуже критично підходять до вибору продукції за технологічністю.

Піни металевіце новий тип пористого легкого матеріалу, що складається з пор або пустот у твердому металі. Пори зазвичай утворюються всередині основного матеріалу неконтрольованим чином, дотримуючись різних технологічних шляхів, щоб утворити дуже випадкову пористу металеву структуру. Об'ємна частка отриманих пор дуже висока порівняно з основним матеріалом, що робить матеріал легким. На додаток до своєї легкої ваги, матеріал пропонує низку інших видатних структурних властивостей: високе співвідношення міцності до ваги та відмінний потенціал гасіння вібрації та шумопоглинання. Щоб включити металеву піну в будь-яку галузь, вона повинна бути тісно інтегрована з надійним виробничим процесом. Спінені метали характеризуються високою жорсткістю і низькою міцністю на розрив і схильні до руйнування під навантаженням. Тому звичайні виробничі процеси незручні для обробки загальної форми виготовлення металевої піни. Як наслідок, перешкоджає широкому впровадженню металевої піни. Метод лазерної обробки – це метод, який використовує точне джерело тепла, лазер, для обробки матеріалу замість механічного навантаження.