Plasma-Rotations-Elektroden-Verfahren (PREP)
Shanghai Truer Industrial Development Co. Ltd.
Plasma-Rotationselektrodenverfahren Pulver:
Was ist das Plasma-Rotations-Elektroden-Verfahren (PREP)?
Das Plasma-Rotations-Elektroden-Verfahren (PREP) gilt als hervorragendes Verfahren zur Herstellung von sphärischen Pulvern für elektrisch leitende Materialien, und sein Prinzip und seine detaillierten Prozesse sind ähnlich:
Die mit hoher Geschwindigkeit rotierende Elektrode (Rohmaterial) wird durch den Plasmalichtbogen unter dem Schutz der hochreinen inerten Atmosphäre geschmolzen, und das geschmolzene Metall wird durch die große Zentrifugalkraft herausgeschleudert, um durch die inerte Atmosphäre zerstäubt und beim Kontakt mit der Innenwand der Kaltkammer zu kugelförmigen Pulvern verdichtet zu werden.
Plasma-Rotationselektrodenverfahren Pulvereigenschaften:
1) Geringer Anteil an Sauerstoff und anderen Verunreinigungen (hohe Reinheit)
2) Vollkommen kugelförmig und im Wesentlichen satellitenfrei
3) Enge Partikelgrößenverteilung, hohe Fließfähigkeit und hohe Schütt-/Packungsdichte
4) Geringe innere Porosität
So können die aufbereiteten Metallpulver für SEBM, SLM, DED, Binder Jetting, Laser Cladding, PM, etc. verwendet werden.
Vorteile des Verfahrens mit rotierenden Plasmaelektroden:
Das Verfahren der rotierenden Plasmaelektrode (PREP-System) bietet mehrere Vorteile für die Herstellung von Metallpulvern und Beschichtungen. Einige der wichtigsten Vorteile sind:
Hochwertige, kugelförmige Metallpulver: Das Verfahren erzeugt feine, kugelförmige Metallpulver mit gleichmäßiger Größenverteilung und hoher Sphärizität. Diese Eigenschaften sind für verschiedene Anwendungen wünschenswert, z. B. für die additive Fertigung, wo gleichbleibende Pulvereigenschaften für eine optimale Leistung entscheidend sind.
Breites Spektrum an Materialien und Legierungen: PREA/REP kann eine breite Palette von Metallen und Legierungen verarbeiten, darunter hochschmelzende Metalle, Hochtemperaturwerkstoffe und moderne Legierungen. Dank dieser Vielseitigkeit eignet sich das Gerät für viele Branchen mit unterschiedlichen Materialanforderungen.
Kontrollierte Partikelgröße und -verteilung: Die Prozessparameter, wie z. B. Elektrodenrotationsgeschwindigkeit, Plasmagasdurchfluss und Leistungsaufnahme, können angepasst werden, um die Partikelgröße und -verteilung der erzeugten Metallpulver zu steuern. Diese Flexibilität ermöglicht die Herstellung von Pulvern mit maßgeschneiderten Eigenschaften für bestimmte Anwendungen.
Niedrige Kontaminationsraten: Da das Verfahren berührungslos abläuft, ist das Risiko einer Verunreinigung aus der Umgebung oder anderen Quellen minimal. Dies führt zu hochreinen Metallpulvern, die sich für Anwendungen mit strengen Reinheitsanforderungen eignen, z. B. in der Luft- und Raumfahrt und bei medizinischen Geräten.
Anpassbare Prozessparameter: Das Verfahren mit rotierenden Plasmaelektroden kann durch Anpassung der Prozessparameter an spezifische Anwendungsanforderungen angepasst werden. Diese Anpassungsfähigkeit ermöglicht die Herstellung von Metallpulvern mit maßgeschneiderten Eigenschaften, wie Partikelgröße, Morphologie und chemische Zusammensetzung.
Hohe Produktionsraten: Im Vergleich zu anderen Pulverherstellungsmethoden wie der Gaszerstäubung kann PREA/REP aufgrund seiner kontinuierlichen Natur und der effizienten Umwandlung des Elektrodenmaterials in Pulver höhere Produktionsraten erzielen.
Effiziente Materialausnutzung: Das Verfahren ist effizient bei der Umwandlung des Elektrodenmaterials in feines Pulver, was zu minimalem Abfall und einer höheren Materialausnutzung im Vergleich zu anderen Pulverherstellungsmethoden führt.
Diese Vorteile machen das Verfahren mit rotierenden Plasmaelektroden zu einer wertvollen Technik für die Herstellung hochwertiger Metallpulver für verschiedene Anwendungen in Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Automobilbau, Medizintechnik und Elektronik.
Prozessanwendungen mit rotierenden Plasmaelektroden:
Einige der bemerkenswerten Anwendungen sind:
Luft- und Raumfahrtindustrie: a. Herstellung von Hochleistungslegierungen: PREA/REP kann fortschrittliche Metallpulver herstellen, die bei der Produktion von hochfesten, leichten und korrosionsbeständigen Komponenten für Flugzeuge, Raumfahrzeuge und Triebwerke verwendet werden. b. Wärmedämmschichten: Das Verfahren kann zur Herstellung von Wärmedämmschichten für Turbinenschaufeln und andere Triebwerkskomponenten verwendet werden, um deren Leistung und Haltbarkeit in Hochtemperaturumgebungen zu verbessern.
Automobilindustrie: a. Herstellung von Leichtbauteilen: Die mit PREA/REP hergestellten Metallpulver können zur Herstellung von leichten und hochfesten Komponenten für Fahrzeuge verwendet werden, was zur Kraftstoffeffizienz und zur Reduzierung von Emissionen beiträgt. b. Verschleißfeste Beschichtungen: Das Verfahren kann zur Herstellung verschleißfester Beschichtungen für Motorkomponenten und andere stark beanspruchte Fahrzeugteile verwendet werden, um deren Lebensdauer zu verlängern.
Medizinische Geräte: a. Herstellung von biokompatiblen Materialien: Die mit PREA/REP hergestellten hochwertigen Metallpulver können bei der Herstellung von biokompatiblen Materialien und Implantaten, wie z. B. orthopädischen und zahnmedizinischen Implantaten, eingesetzt werden. b. Systeme zur Medikamentenabgabe: Das Verfahren kann zur Herstellung spezieller Metallpulver für Systeme zur kontrollierten Wirkstofffreisetzung verwendet werden, um die Wirksamkeit medizinischer Behandlungen zu verbessern.
Elektronik: a. Herstellung von leitfähigen Materialien: Mit PREA/REP hergestellte Metallpulver können zur Herstellung leitfähiger Materialien für elektronische Bauteile wie Leiterplatten, Steckverbinder und Sensoren verwendet werden. b. Magnetische Materialien: Das Verfahren kann zur Herstellung von magnetischen Werkstoffen für verschiedene elektronische Anwendungen verwendet werden, z. B. für Datenspeicher, Motoren und Transformatoren.
Energiesektor: a. Brennstoffzellenkomponenten: PREA/REP kann zur Herstellung von Metallpulvern für die Fertigung von Brennstoffzellenkomponenten, wie Katalysatoren und Elektroden, verwendet werden, wodurch die Leistung und Effizienz von Brennstoffzellen verbessert wird. b. Solarenergieanwendungen: Mit dem Verfahren lassen sich Metallpulver für Solarenergieanwendungen herstellen, z. B. für Photovoltaikzellen und thermische Energiespeichersysteme.
Additive Fertigung: a. Herstellung von Metallpulvern für den 3D-Druck: Die von PREA/REP hergestellten hochwertigen, kugelförmigen Metallpulver eignen sich ideal für additive Fertigungsverfahren wie selektives Lasersintern (SLS) und Elektronenstrahlschmelzen (EBM) und ermöglichen die Herstellung komplexer und kundenspezifischer Komponenten in verschiedenen Branchen.
Diese Anwendungen zeigen die Vielseitigkeit und den Wert des Verfahrens mit rotierenden Plasmaelektroden bei der Herstellung von hochwertigen Metallpulvern und -beschichtungen für ein breites Spektrum von Industrien und Zwecken.
3D-Druck
Mechanische Industrie
Metallurgische Industrie
Medizinische Industrie
Plasma rotierende Elektroden Prozessanlagen:
Das Verfahren mit rotierenden Plasmaelektroden (PREP-System) erfordert eine spezielle Ausrüstung zur Herstellung hochwertiger Metallpulver und -beschichtungen. Zu den wichtigsten Komponenten der Anlage gehören:
Plasmabrenner: Der Plasmabrenner erzeugt einen Hochgeschwindigkeits-Plasmastrahl, der eine wichtige Rolle beim Schmelzen und Zerstäuben des Metalls an der rotierenden Elektrode spielt. Bei den in PREA/REP verwendeten Plasmabrennern handelt es sich in der Regel um Brenner mit nicht übertragenem Lichtbogen, die einen elektrischen Lichtbogen zwischen der Brennerelektrode und der Düse aufrechterhalten, ohne dass ein direkter Kontakt mit der rotierenden Elektrode besteht.
Stromversorgung: Eine Stromversorgung ist erforderlich, um den Plasmabrenner mit der notwendigen elektrischen Energie für die Erzeugung und Aufrechterhaltung des Plasmas zu versorgen. Die Stromversorgung sollte in der Lage sein, die für das zu bearbeitende Material erforderlichen Spannungs- und Stromwerte zu liefern.
Rotierende Elektrode: Die rotierende Elektrode besteht aus dem Metall oder der Legierung, die zu Pulvern oder Beschichtungen verarbeitet werden soll. Sie ist auf einer motorgetriebenen Spindel montiert und wird mit hohen Drehzahlen, in der Regel im Bereich von mehreren Tausend U/min, gedreht. Während die Elektrode rotiert, trifft der Plasmastrahl auf ihre Oberfläche und schmilzt und zerstäubt das Material.
Motor- und Spindelsystem: Das Motor- und Spindelsystem ist für den Antrieb der Elektrodenrotation verantwortlich. Das System sollte in der Lage sein, die für das jeweilige Material und die Prozessparameter erforderliche Drehzahl und das erforderliche Drehmoment zu liefern. Es kann auch einen Kühlmechanismus enthalten, um die während des Prozesses entstehende Wärme zu bewältigen.
Gasversorgung: Die Plasmagasversorgung ist für die Erzeugung und Aufrechterhaltung des Plasmastrahls unerlässlich. Für den Prozess werden in der Regel Inertgase wie Argon, Helium oder Stickstoff verwendet. Das Gasversorgungssystem sollte in der Lage sein, den erforderlichen Gasdurchsatz und -druck für den jeweiligen Plasmabrenner und das zu verarbeitende Material zu liefern.
Auffangsystem: Ein Auffangsystem wird verwendet, um die erzeugten Metallpulver oder Beschichtungen aufzufangen. Dazu kann eine Pulversammelkammer oder ein Filtersystem gehören, um die Pulver von den Prozessgasen zu trennen. Das Design des Auffangsystems kann je nach den gewünschten Pulvereigenschaften und der Partikelgrößenverteilung variieren.
Steuerungssystem: Ein Steuersystem ist für die Verwaltung und Überwachung der verschiedenen Prozessparameter verantwortlich, wie z. B. die Leistung des Plasmabrenners, die Drehgeschwindigkeit der Elektrode und die Gasdurchflussrate. Das Steuersystem kann Sensoren, Aktoren und eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) oder ein computergestütztes System umfassen, um den Prozess zu regeln und eine gleichbleibende Produktion hochwertiger Metallpulver oder -beschichtungen zu gewährleisten.
Diese Schlüsselkomponenten arbeiten zusammen, um den Prozess der rotierenden Plasmaelektroden zu erleichtern und ermöglichen die Herstellung von hochwertigen Metallpulvern und Beschichtungen für verschiedene Anwendungen in unterschiedlichen Branchen.
SLPA-N
Das mittelgroße PREP-System (SLPA-N) wurde speziell für die kontinuierliche, industrielle Massenproduktion von hochwertigen sphärischen Metallpulvern mit den folgenden Eigenschaften entwickelt:
- Angemessene Kosten für die Produktion mittlerer Chargen
- Ergonomisch günstig, einfach zu bedienen
- Einfache und professionelle Gestaltung der Mensch-Maschine-Schnittstelle
- Relativ hohe Ausstoßleistung bei feinen Pulvern (durchschnittliche Drehzahl: 30.000 U/min)
- Die hergestellten Pulver weisen eine hohe Sphärizität (über 90%) und eine hohe Qualität auf, wie z. B. Pulver mit geringer Porosität, Pulver mit geringen Satelliten und hoher Reinheit (geringe Sauerstoffzunahme, ≤120ppm) aufgrund der Zerstäubung in einer inerten Schutzatmosphäre.
- Schmelztemperatur ≥2600℃, geeignet für die Herstellung von Ti-Legierungen, Stählen, Superlegierungen,
- Hochschmelzende Legierungen, Legierungen mit hoher Entropie, usw.
SLPA-D
Das kleine PREP-System (SLPA-D, Tischgerät) wurde speziell für die Forschung und Entwicklung neuartiger Legierungspulver und für die Kleinserienproduktion hochwertiger Pulver mit den folgenden Merkmalen entwickelt:
- Relativ geringere Kosten für die Produktion mehrerer Kleinserien
- Schnellerer Wechsel für die Produktion mehrerer kleiner Chargen und diversifizierter Pulver (Zeitersparnis)
- Ergonomisch günstig, einfach zu bedienen
- Einfache und professionelle Gestaltung der Mensch-Maschine-Schnittstelle
- Hoher Feinpulverausstoß durch hohe Drehgeschwindigkeit (bis zu 50.000 U/min)
- Die hergestellten Pulver weisen eine hohe Sphärizität (über 95%) und eine hohe Qualität auf, wie z. B. Pulver mit geringer Porosität, Pulver mit geringen Satelliten und hoher Reinheit (geringe Sauerstoffzunahme, ≤100ppm) aufgrund der Zerstäubung in einer inerten Schutzatmosphäre.
- Kann fast alle Metallpulver herstellen, deren Stäbe elektrisch leitfähig sind, insbesondere für hochschmelzende Metalle, hochaktive Metalle, Superlegierungen usw.
SLPA-H
Die PREP-Großanlage (SLPA-H) ist speziell für die kontinuierliche, industrielle Massenproduktion von hochwertigen sphärischen Metallpulvern mit den folgenden Merkmalen konzipiert:
- Angemessene Kosten für die Großserienproduktion
- Ergonomisch günstig, einfach zu bedienen
- Einfache und professionelle Gestaltung der Mensch-Maschine-Schnittstelle
- Relativ geringer Ausstoß an feinen Pulvern (Drehzahl bis zu 20.000 U/min)
- Die hergestellten Pulver haben eine hohe Sphärizität (über 90%) und eine hohe Qualität, wie z. B. Pulver mit geringer Porosität, Pulver mit geringem Satellitenanteil und hoher Reinheit (geringe Sauerstoffzunahme, ≤200ppm) aufgrund der Zerstäubung in einer inerten Schutzatmosphäre.
- Geeignet für die Herstellung von Metallpulvern mit einem Schmelzpunkt ≤2.600℃.
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Die wahre Industrie
Shanghai Truer Industrial Development Co., Ltd. wurde 2009 gegründet und gründete 2019 den Geschäftsbereich Additive Fertigung, der sich dem Aufbau integrierter 3D-Druck-Pulverherstellungsanlagen und -dienstleistungen sowie hochwertiger 3D-Druckpulver widmet, um technische Anwendungen der Additiven Fertigung zu unterstützen.
Das Unternehmen verfügt nicht nur über eine professionelle Technologie und Ausrüstung für das selektive Elektronenstrahlschmelzen (SEBM), sondern auch über eine Technologie und Ausrüstung für die Pulverherstellung mit rotierenden Plasmaelektroden (PREP). Wir haben auch verschiedene Sorten von sphärischen Metallpulvern, einschließlich TiNi, TiTa, TiAl, TiNbZr, CoCrMo und so weiter.
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