نعلم جميعًا أن هناك عددًا قليلاً من التقنيات النموذجية لإعداد الشكل الكروي مسحوق معدني، هم أتمتة الغاز (GA) ، عملية القطب الكهربائي للدوران بالبلازما (الإعدادية) ، الانحلال بالبلازما (PA) ، كروية البلازما (PS).
4 أفضل تقنيات تحضير مسحوق معدني كروي:
أتمتة الغاز (GA)
إنتاج مسحوق الهباء هو استخدام تدفق هواء عالي السرعة لتفكيك التيارات المعدنية السائلة إلى قطرات صغيرة ، ثم يتم تكثيفها بسرعة لإنتاج مسحوق على شكل.
أصبح الهباء الجوي أهم طريقة لإعداد مساحيق المعادن الكروية الدقيقة والسبائك ، ووفقًا للإحصاءات ، فقد وصل إنتاج مساحيق المعادن عن طريق الانحلال إلى 801 طنًا واحدًا من إجمالي إنتاج المساحيق في العالم. هناك العديد من الأنواع المختلفة لمساحيق المعادن التي يمكن إنتاجها صناعيًا عن طريق الانحلال ، بما في ذلك جميع أنظمة المعادن والسبائك الشائعة تقريبًا ، باستثناء المعادن المقاومة للصهر مثل التنجستن والموليبدينوم والمعادن شديدة التفاعل.
تنتج هذه الطريقة مساحيق معدنية بحجم جزيئات دقيقة (أقل من 150 ميكرومتر) ، كروية جيدة ، نقاء عالي ، محتوى أكسجين منخفض ، سرعة تشكيل سريعة وتلوث بيئي منخفض ، وهي الطريقة السائدة لإعداد مساحيق المعادن لمسحوق المعادن ، صب حقن المعادن وتصنيع المضافات المعدنية.
الانحلال البلازما (PA)
الانحلال بالبلازما (PA) هو عملية تغذية المواد الخام المعدنية (الأسلاك بشكل عام) بمعدل معين من خلال آلية تغذية خاصة. يتم تشتيت المواد الخام بسرعة إلى قطرات أو رذاذات فائقة الدقة بواسطة نفاثات بلازما مركزة تم إنشاؤها بواسطة مشاعل بلازما متعددة متماثلة في الجزء العلوي من الفرن ، وتبادل الحرارة مع الغازات الخاملة للتبريد أثناء عملية الترسيب ، مما ينتج عنه مسحوق شبه كروي .
باستخدام تقنية الانحلال بالبلازما ، يمكن الحصول على مساحيق سبائك التيتانيوم ذات حجم الجسيمات الصغير والنقاء العالي والتدفق الجيد. على عكس تقنيات صنع المسحوق التقليدية ، لا يستخدم الانحلال بالبلازما المياه المستخدمة بشكل شائع أو تيارات الوسائط الغازية لسحق تيار السائل ، بل يستخدم البلازما الساخنة ، والتي تتجنب مشكلة ضعف كروية القطرات المنصهرة بسبب التبريد السريع. بالإضافة إلى ذلك ، لا تتطلب هذه الطريقة استخدام بوتقة خزفية تقليدية وهي مناسبة لمسحوق جميع المواد المعدنية التي يمكن صهرها ، وخاصة المواد المعدنية شديدة التفاعل التي تحتوي على التيتانيوم والتي تسبب تلوث البوتقة.
عملية القطب الكهربائي الدوراني للبلازما (PREP)
تعد طريقة الانحلال الكهربائي للقطب الكهربائي الدوارة بالبلازما واحدة من أكثر الطرق المثالية لإعداد مواد مسحوق كروية عالية النقاء وكثافة. يمكن وصف الآلية ببساطة على النحو التالي: شعاع البلازما هو مصدر الحرارة ، والمعدن أو السبيكة هي قطب كهربائي ذاتي الاستهلاك ، ويتم صهر نهايات القطب في فيلم سائل بواسطة البلازما المحورية ، ويتم الحصول على المسحوق الكروي تحت عمل قوة الطرد المركزي عالية السرعة والتوتر السطحي.
خصائص صنع مسحوق الانحلال الدوراني بالبلازما: (1) توزيع حجم جسيمات المسحوق ضيق ، حجم الجسيمات أكثر قابلية للتحكم ، طريقة الانحلال بالغاز ذات كروية عالية يتركز حجم جزيئات مسحوق السبائك المحضرة بشكل أساسي في نطاق 0-150 ميكرومتر ؛ طريقة الانحلال الكهربائي للقطب الدوارة بالبلازما يتركز حجم جسيمات مسحوق السبائك المحضرة بشكل أساسي في 20-200 ميكرومتر. عملية الانصهار لا يوجد تدفق هواء خامل عالي السرعة لكسر تيار السائل ؛ زيادة الأكسجين في مسحوق الهباء الجوي في أكثر من 100 جزء في المليون ، يمكن التحكم في زيادة الأكسجين في مسحوق الانحلال الدوراني للبلازما في أقل من 50 جزء في المليون. مزايا تقنية تصنيع مسحوق الانحلال الدوراني للبلازما في التصنيع الإضافي 1) مسحوق صلب ، لن تكون عملية الطباعة موجودة في الكرة المجوفة الناتجة عن فجوات الهواء ، ومسام التساقط وهطول الأمطار ، والشقوق والعيوب الأخرى ؛ 2) يمكن ضمان حجم جزيئات المسحوق ، وتوزيع حجم الجسيمات الضيق ، وعملية الطباعة أقل / لا كروية ، وظاهرة التكتل ، وإنهاء السطح الأعلى ، واتساق وتوحيد الطباعة بشكل كامل.
تكوير البلازما (PS)
تستخدم تقنية كروي البلازما خصائص درجات الحرارة العالية للبلازما لتسخين وتذوب بسرعة جزيئات مسحوق غير منتظمة الشكل يتم تغذيتها في البلازما ، والتي تتجمد بسرعة تحت التأثير المشترك للتوتر السطحي وتدرجات درجات الحرارة العالية للغاية لتشكيل مساحيق كروية. تتميز البلازما بمزايا درجة الحرارة المرتفعة (~ 104 كلفن) ، وحجم شعلة البلازما الكبير ، وكثافة الطاقة العالية ، وعدم تلوث القطب ، ونقل الحرارة السريع والتبريد ، وما إلى ذلك. إنها طريقة جيدة لإنتاج مساحيق كروية عالية الجودة بمكونات موحدة وعالية كروية وقابلية جيدة للتدفق ، خاصة في تحضير المعادن المقاومة للحرارة النادرة والأكاسيد والنتريد والكربيدات والمساحيق الكروية الأخرى.
ما سبق هو مقدمة موجزة لمبادئ وخصائص عدة أنواع من معدات صنع مسحوق الطباعة ثلاثية الأبعاد. باختصار ، تعد تقنية صنع البودرة المتناثرة ، خاصةً VIGA و EIGA ، حاليًا أكثر تقنيات صنع المسحوق استخدامًا ، لكنها لا تزال محدودة بنقاء وكروية المسحوق مقارنة بالعديد من التقنيات الأخرى.
عند مقارنة تقنيات PREP و PA و PS ، يكون لدى PA المزيد من مسحوق الأقمار الصناعية ، و PS مقيد بالمواد الخام ، و PREP لديه عائد غرامات منخفض نسبيًا مقارنة بالاثنين الآخرين.
