Laserbehandling af metalskum

Metalliske skum er kategoriseret iskum med åbne celler og lukkede celler. Skum med lukkede celler har membraner, der adskiller naboceller eller hulrum, hvorimod skum med åbne celler har et netværk af tilfældigt fordelte hulrum, der er forbundet som vist i henholdsvis figur (a) og (b). Kategoriseringen er på en eller anden måde meget vigtig, da den skelner metallisk skum i henhold til deres anvendelser. Metalskum med lukkede celler har høj stivhed og bruges hovedsageligt i strukturelle applikationer. På den anden side bruges skum med åbne celler hovedsageligt i funktionelle applikationer såsom varmevekslere på grund af deres store overfladeareal og internt forbundne porøse struktur.

Derfor er behandlingsmetoder hovedsagelig ansvarlig fortilpasning af metalskumtil deres anvendelser ved at definere deres anatomiske struktur eller porefordeling. Forarbejdningsmetoderne er bredt kategoriseret i flydende og faste processer. Væskebehandling er den mest populære i kommerciel produktion på grund af høje skumningshastigheder og høje udbytter. Processen skaber porer i flydende eller halvfaste metaller ved en af ​​to hovedveje, direkte og indirekte skumning. Direkte opskumning kan opnås ved at indføre en gas (luft, nitrogen eller argon) eller ved at indføre sekundære stoffer, såsom TiH2, ZrH2, MgH2, CaCO3, etc. direkte i den smeltede metalmatrix. I begge tilfælde dannes der bobler på overfladen af ​​smelten, og de fanges og afkøles for at skabe hulrum.

Når den indirekte opskumningsmetode anvendes, bliver det smeltede metal ikke direkte opskummet; i stedet bruges visse forstadier såsom polymerskum eller uorganiske partikler og hule kugler med lav densitet til at støbe det smeltede metal til et skum. Væskebehandling, samtidig med at masseproduktion afmetalskumi arkform, mangler stabilitet og kontrollerbarhed. Som et resultat er nærnet-former vanskelige at fremstille. Mangfoldigheden af ​​materialer, der kan bruges til at danne skum ved denne metode, er også meget begrænset.

Faststofskumning kan defineres som en proces til fremstilling af metalskum, der holder forarbejdningstemperaturen inden for basismaterialets smeltetemperaturområde. Metalskum fremstilles enten ved at indføre blæsemidlet direkte i det blandede faste metal (intrinsisk porøsitet) eller ved at integrere metalpulveret omkring en forbehandlet midlertidig skabelon med hulrum (ydre porøsitet). Selvom faststof-processer styres mere pålideligt, er de dyre. Nuværende fremstillingsindustrier er meget kritiske i udvælgelsen af ​​produkter til fremstillingsevne.

Metalskumer en ny type porøst letvægtsmateriale bestående af porer eller hulrum i et solidt metal. Porerne skabes normalt inde i basismaterialet på en ukontrolleret måde, idet de følger forskellige procesruter for at danne en meget randomiseret porøs metallisk struktur. Volumenfraktionen af ​​de resulterende porer er meget høj sammenlignet med basismaterialet, hvilket gør materialet let. Ud over sin lette vægt tilbyder materialet en række andre fremragende strukturelle egenskaber: et højt styrke-til-vægt-forhold og fremragende vibrationsdæmpning og støjabsorberingspotentiale. For at inkorporere metalskum i enhver industri, skal det være tæt integreret med en pålidelig fremstillingsproces. Opskummede metaller er kendetegnet ved høj stivhed og lav trækstyrke og er tilbøjelige til at bryde under belastning. Derfor er konventionelle fremstillingsprocesser ikke bekvemme til behandling af den generelle form af metalskumfremstilling. Som et resultat hæmmes den udbredte anvendelse af metalskum. Laserbehandlingsmetoden er en metode, der udnytter en præcis varmekilde, en laser, til at behandle materialet i stedet for en mekanisk belastning.