Gia công laser bọt kim loại

Kim loạibọt lic được phân loại thànhbọt ô mở và bọt ô kín. Bọt ô kín có màng ngăn cách các ô hoặc lỗ rỗng lân cận, trong khi bọt ô hở có mạng lưới các lỗ rỗng phân bố ngẫu nhiên được kết nối với nhau như thể hiện trong Hình (a) và (b), tương ứng. Phân loại này phần nào rất quan trọng vì nó phân biệt bọt kim loại theo ứng dụng của chúng. Bọt kim loại ô kín có độ cứng cao và chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng kết cấu. Mặt khác, bọt ô hở chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng chức năng như bộ trao đổi nhiệt do diện tích bề mặt lớn và cấu trúc xốp được kết nối bên trong.

Do đó, các phương pháp xử lý chủ yếu chịu trách nhiệm chotùy chỉnh bọt kim loạiđến các ứng dụng của họ bằng defiTRONGng cấu trúc giải phẫu hoặc phân bố lỗ rỗng của chúng. Các phương pháp chế biến được phân loại thành các quy trình lỏng và rắn. Quy trình lỏng phổ biến nhất trong sản xuất thương mại do tỷ lệ tạo bọt cao và năng suất cao. Quy trình này tạo ra các lỗ rỗng trong kim loại lỏng hoặc bán rắn theo một trong hai cách chính, tạo bọt trực tiếp và gián tiếp. Tạo bọt trực tiếp có thể được thực hiện bằng cách đưa khí (không khí, nitơ hoặc argon) hoặc bằng cách đưa các chất thứ cấp như TiH2, ZrH2, MgH2, CaCO3, v.v. trực tiếp vào ma trận kim loại nóng chảy. Trong cả hai trường hợp, các bong bóng được hình thành trên bề mặt của khối nóng chảy và chúng bị giữ lại và làm mát để tạo ra các lỗ rỗng.

Khi sử dụng phương pháp tạo bọt gián tiếp, kim loại nóng chảy không được tạo bọt trực tiếp; thay vào đó, một số tiền chất như bọt polyme hoặc các hạt vô cơ và các quả cầu rỗng có mật độ thấp được sử dụng để đúc kim loại nóng chảy thành bọt. Xử lý chất lỏng, đồng thời cho phép sản xuất hàng loạtbọt kim loạiở dạng tấm, thiếu tính ổn định và khả năng kiểm soát. Do đó, hình dạng gần lưới rất khó sản xuất. Sự đa dạng của các vật liệu có thể được sử dụng để tạo bọt bằng phương pháp này cũng rất hạn chế.

Tạo bọt thể rắn có thể được định nghĩa là một quy trình sản xuất bọt kim loại giữ nhiệt độ xử lý trong phạm vi nhiệt độ nóng chảy của vật liệu cơ bản. Bọt kim loại được chế tạo bằng cách đưa chất tạo bọt trực tiếp vào kim loại rắn đã trộn (độ xốp nội tại) hoặc bằng cách tích hợp bột kim loại xung quanh khuôn mẫu tạm thời đã xử lý trước với các lỗ rỗng (độ xốp ngoại tại). Mặc dù các quy trình thể rắn được kiểm soát đáng tin cậy hơn, nhưng chúng lại tốn kém. Các ngành sản xuất hiện tại rất quan trọng trong việc lựa chọn sản phẩm để sản xuất.

Bọt kim loạilà một loại vật liệu xốp nhẹ mới bao gồm các lỗ rỗng hoặc lỗ rỗng bên trong kim loại rắn. Các lỗ rỗng thường được tạo ra bên trong vật liệu nền theo cách không kiểm soát, theo các tuyến quy trình khác nhau để tạo thành cấu trúc kim loại xốp có tính ngẫu nhiên cao. Tỷ lệ thể tích của các lỗ rỗng tạo thành rất cao so với vật liệu nền, giúp vật liệu có trọng lượng nhẹ. Ngoài trọng lượng nhẹ, vật liệu này còn cung cấp một loạt các đặc tính cấu trúc nổi bật khác: tỷ lệ độ bền trên trọng lượng cao và khả năng giảm rung và hấp thụ tiếng ồn tuyệt vời. Để kết hợp bọt kim loại vào bất kỳ ngành nào, nó phải được tích hợp chặt chẽ với quy trình sản xuất đáng tin cậy. Kim loại xốp có đặc điểm là độ cứng cao và độ bền kéo thấp và dễ bị gãy khi chịu tải. Do đó, các quy trình sản xuất thông thường không thuận tiện để xử lý hình dạng chung của chế tạo bọt kim loại. Do đó, việc áp dụng rộng rãi bọt kim loại bị cản trở. Phương pháp xử lý bằng laser là phương pháp sử dụng nguồn nhiệt chính xác, tia laser, để xử lý vật liệu thay vì tải cơ học.