Metal köpüğün lazerle işlenmesi

MetalLik köpükler kategorilere ayrılıraçık hücreli ve kapalı hücreli köpükler. Kapalı hücreli köpükler, komşu hücreleri veya boşlukları ayıran zarlara sahipken, açık hücreli köpükler, sırasıyla Şekil (a) ve (b)'de gösterildiği gibi birbirine bağlı, rastgele dağıtılmış boşluklardan oluşan bir ağa sahiptir. Sınıflandırma, metalik köpükleri uygulamalarına göre ayırdığı için bir şekilde çok önemlidir. Kapalı hücreli metal köpükler yüksek sertliğe sahiptir ve çoğunlukla yapısal uygulamalarda kullanılır. Öte yandan, açık hücreli köpükler, geniş yüzey alanları ve içten bağlı gözenekli yapıları nedeniyle çoğunlukla ısı eşanjörleri gibi işlevsel uygulamalarda kullanılır.

Bu nedenle, işleme yöntemleri esas olarak aşağıdaki hususlardan sorumludur:metal köpüklerin özelleştirilmesiuygulamalarına defi ileİçindeAnatomik yapılarını veya gözenek dağılımlarını kontrol eder. İşleme yöntemleri genel olarak sıvı ve katı işlemler olarak kategorize edilir. Sıvı işleme, yüksek köpürme oranları ve yüksek verimleri nedeniyle ticari üretimde en popüler olanıdır. İşlem, sıvı veya yarı katı metallerde iki ana yoldan biriyle, doğrudan ve dolaylı köpürtme yoluyla gözenekler oluşturur. Doğrudan köpürtme, bir gaz (hava, nitrojen veya argon) veya TiH2, ZrH2, MgH2, CaCO3 vb. gibi ikincil maddelerin doğrudan erimiş metal matrisine sokulmasıyla gerçekleştirilebilir. Her iki durumda da, eriyiğin yüzeyinde kabarcıklar oluşur ve boşluklar oluşturmak için hapsedilir ve soğutulur.

Dolaylı köpürtme yöntemi kullanıldığında, erimiş metal doğrudan köpürtülmez; bunun yerine, polimer köpükler veya inorganik parçacıklar ve düşük yoğunluklu içi boş küreler gibi belirli öncüler, erimiş metali bir köpüğe dökmek için kullanılır. Sıvı işleme, seri üretime izin verirkenmetal köpüklerlevha formunda, stabilite ve kontrol edilebilirlikten yoksundur. Sonuç olarak, net şekiller üretmek zordur. Bu yöntemle köpük oluşturmak için kullanılabilecek malzemelerin çeşitliliği de oldukça sınırlıdır.

Katı hal köpürtme, işleme sıcaklığını temel malzemenin erime sıcaklığı aralığında tutan bir metal köpük üretim süreci olarak tanımlanabilir. Metal köpükler, üfleme maddesinin doğrudan karıştırılmış katı metale sokulmasıyla (içsel gözeneklilik) veya metal tozunun boşluklu önceden işlenmiş geçici bir şablon etrafına entegre edilmesiyle (dışsal gözeneklilik) hazırlanır. Katı hal süreçleri daha güvenilir bir şekilde kontrol edilse de maliyetlidir. Mevcut üretim endüstrileri, üretilebilirlik için ürün seçmede çok kritiktir.

Metal köpüklerkatı bir metalin içindeki gözeneklerden veya boşluklardan oluşan yeni bir gözenekli hafif malzeme türüdür. Gözenekler genellikle temel malzemenin içinde kontrolsüz bir şekilde, oldukça rastgele gözenekli bir metalik yapı oluşturmak için farklı işlem yollarını izleyerek oluşturulur. Ortaya çıkan gözeneklerin hacim oranı temel malzemeye kıyasla çok yüksektir, bu da malzemeyi hafif yapar. Hafifliğine ek olarak, malzeme bir dizi başka olağanüstü yapısal özellik sunar: yüksek mukavemet-ağırlık oranı ve mükemmel titreşim sönümleme ve gürültü emme potansiyeli. Metal köpüğü herhangi bir endüstriye dahil etmek için, güvenilir bir üretim süreciyle yakından entegre edilmelidir. Köpüklü metaller yüksek sertlik ve düşük çekme mukavemeti ile karakterize edilir ve yük altında kırılmaya eğilimlidir. Bu nedenle, geleneksel üretim süreçleri metal köpük imalatının genel şeklini işlemek için uygun değildir. Sonuç olarak, metal köpüklerin yaygın olarak benimsenmesi engellenir. Lazer işleme yöntemi, mekanik bir yük yerine malzemeyi işlemek için hassas bir ısı kaynağı olan lazeri kullanan bir yöntemdir.