Proceso de electrodo rotatorio de plasma (PREP)
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Polvos de proceso de electrodo rotatorio de plasma:
¿Qué es el proceso de electrodo rotatorio de plasma (PREP)?
El proceso de electrodo rotatorio de plasma (PREP) se considera un método excelente para producir polvos esféricos para materiales conductores de electricidad. y su principio y procesos detallados son como:
El electrodo giratorio de alta velocidad (materia prima) es derretido por el arco de plasma bajo la protección de la atmósfera inerte de alta pureza, y el metal fundido es expulsado por una gran fuerza centrífuga para ser atomizado por la atmósfera inerte y condensado en polvos esféricos cuando contactando con la pared interna de la cámara fría.
Proceso de electrodo rotatorio de plasma Características del polvo:
1) Bajo incremento de oxígeno y otras impurezas (alta pureza)
2) Perfectamente esférico y esencialmente libre de satélites
3) Distribución estrecha del tamaño de partículas, alta fluidez y alta densidad aparente/de empaque
4) Baja porosidad interna
Por lo tanto, los polvos metálicos PREPed se pueden aplicar para SEBM, SLM, DED, chorro de aglomerante, revestimiento láser, PM, etc.
Ventajas del proceso de electrodo rotatorio de plasma:
El proceso del electrodo rotatorio de plasma (sistema de preparación) ofrece varias ventajas para la producción de polvos y recubrimientos metálicos. Algunos de los beneficios clave incluyen:
Polvos metálicos esféricos de alta calidad: el proceso produce polvos metálicos esféricos finos con una distribución de tamaño uniforme y alta esfericidad. Estas características son deseables en varias aplicaciones, como la fabricación aditiva, donde las propiedades consistentes del polvo son cruciales para un rendimiento óptimo.
Amplia gama de materiales y aleaciones: PREA/REP puede procesar una amplia gama de metales y aleaciones, incluidos metales refractarios, materiales de alta temperatura y aleaciones avanzadas. Esta versatilidad lo hace adecuado para muchas industrias con diferentes requisitos de materiales.
Tamaño y distribución de partículas controlados: los parámetros del proceso, como la velocidad de rotación del electrodo, el caudal de gas de plasma y la entrada de energía, se pueden ajustar para controlar el tamaño de las partículas y la distribución de los polvos metálicos producidos. Esta flexibilidad permite la producción de polvos con propiedades personalizadas para aplicaciones específicas.
Bajos niveles de contaminación: debido a la naturaleza sin contacto del proceso, el riesgo de contaminación del entorno circundante u otras fuentes es mínimo. Esto da como resultado polvos metálicos de alta pureza adecuados para aplicaciones con estrictos requisitos de pureza, como dispositivos aeroespaciales y médicos.
Parámetros de proceso personalizables: el proceso de electrodo rotatorio de plasma se puede adaptar para cumplir con los requisitos específicos de la aplicación ajustando los parámetros del proceso. Esta adaptabilidad permite la producción de polvos metálicos con propiedades personalizadas, como tamaño de partícula, morfología y composición química.
Altas tasas de producción: en comparación con otros métodos de producción de polvo, como la atomización con gas, PREA/REP puede lograr tasas de producción más altas debido a su naturaleza continua y conversión eficiente del material del electrodo en polvo.
Utilización eficiente del material: el proceso es eficiente al convertir el material del electrodo en polvos finos, lo que genera un desperdicio mínimo y una mayor utilización del material en comparación con otros métodos de producción de polvo.
Estas ventajas hacen que el proceso de electrodo rotatorio de plasma sea una técnica valiosa para producir polvos metálicos de alta calidad para diversas aplicaciones en industrias como la aeroespacial, automotriz, dispositivos médicos y electrónica.
Aplicaciones del proceso de electrodo rotatorio de plasma:
Algunas de las aplicaciones notables incluyen:
Industria aeroespacial: a. Fabricación de aleaciones de alto rendimiento: PREA/REP puede producir polvos metálicos avanzados que se utilizan en la producción de componentes de alta resistencia, livianos y resistentes a la corrosión para aeronaves, naves espaciales y motores. b. Recubrimientos de barrera térmica: el proceso se puede utilizar para crear recubrimientos de barrera térmica para álabes de turbina y otros componentes del motor, mejorando su rendimiento y durabilidad en entornos de alta temperatura.
Industria automotriz: a. Producción de componentes livianos: Los polvos metálicos producidos a través de PREA/REP se pueden utilizar para crear componentes livianos y de alta resistencia para vehículos, lo que contribuye a la eficiencia del combustible y la reducción de emisiones. b. Recubrimientos resistentes al desgaste: el proceso se puede utilizar para producir recubrimientos resistentes al desgaste para componentes de motores y otras partes automotrices que experimentan un alto desgaste, extendiendo su vida útil.
Dispositivos médicos: a. Fabricación de materiales biocompatibles: los polvos metálicos de alta calidad producidos con PREA/REP pueden emplearse en la fabricación de materiales e implantes biocompatibles, como implantes dentales y ortopédicos. b. Sistemas de administración de fármacos: el proceso se puede utilizar para crear polvos metálicos especializados para sistemas de liberación controlada de fármacos, lo que mejora la eficacia de los tratamientos médicos.
Electrónica: A. Fabricación de materiales conductores: los polvos metálicos producidos a través de PREA/REP se pueden utilizar para crear materiales conductores para componentes electrónicos, como placas de circuito impreso, conectores y sensores. b. Materiales magnéticos: el proceso se puede utilizar para producir materiales magnéticos para diversas aplicaciones electrónicas, incluidos dispositivos de almacenamiento de datos, motores y transformadores.
Sector energético: a. Componentes de celdas de combustible: PREA/REP se puede utilizar para producir polvos metálicos para la fabricación de componentes de celdas de combustible, como catalizadores y electrodos, mejorando el rendimiento y la eficiencia de las celdas de combustible. b. Aplicaciones de energía solar: el proceso puede producir polvos metálicos para aplicaciones de energía solar, como células fotovoltaicas y sistemas de almacenamiento de energía térmica.
Fabricación aditiva: a. Producción de polvos metálicos para impresión 3D: los polvos metálicos esféricos de alta calidad producidos por PREA/REP son ideales para procesos de fabricación aditiva como la sinterización selectiva por láser (SLS) y la fusión por haz de electrones (EBM), lo que permite la creación de componentes complejos y personalizados. a través de varias industrias.
Estas aplicaciones muestran la versatilidad y el valor del proceso de electrodo rotatorio de plasma en la producción de recubrimientos y polvos metálicos de alta calidad para una amplia gama de industrias y propósitos.
Impresión 3d
Industria mecanica
Industria metalúrgica
Industria médica
Equipos de proceso de electrodo rotatorio de plasma:
El proceso de electrodo rotatorio de plasma (sistema PREP) requiere un equipo específico para producir recubrimientos y polvos metálicos de alta calidad. Los componentes clave de la configuración incluyen:
Antorcha de plasma: La antorcha de plasma genera un chorro de plasma de alta velocidad que juega un papel vital en la fusión y atomización del metal del electrodo giratorio. Los tipos comunes de sopletes de plasma utilizados en PREA/REP son sopletes de arco no transferido, que mantienen un arco eléctrico entre el electrodo del soplete y la boquilla sin hacer contacto directo con el electrodo giratorio.
Fuente de alimentación: Se requiere una fuente de alimentación para proporcionar la energía eléctrica necesaria a la antorcha de plasma para generar y mantener el plasma. La fuente de alimentación debe ser capaz de entregar los niveles de voltaje y corriente requeridos para el material específico que se procesa.
Electrodo rotatorio: El electrodo rotatorio está hecho del metal o aleación para ser procesado en polvos o recubrimientos. Está montado en un husillo accionado por motor y gira a altas velocidades, típicamente en el rango de varios miles de RPM. A medida que el electrodo gira, el chorro de plasma incide sobre su superficie, derritiendo y atomizando el material.
Sistema motor y husillo: El sistema motor y husillo es el encargado de impulsar la rotación del electrodo. El sistema debe ser capaz de proporcionar la velocidad de rotación y el par requeridos para el material específico y los parámetros del proceso. También puede incluir un mecanismo de refrigeración para gestionar el calor generado durante el proceso.
Suministro de gas: El suministro de gas de plasma es esencial para generar y mantener el chorro de plasma. Los gases inertes, como el argón, el helio o el nitrógeno, se utilizan comúnmente en el proceso. El sistema de suministro de gas debe ser capaz de proporcionar el caudal de gas y la presión necesarios para el soplete de plasma específico y el material que se está procesando.
Sistema de recolección: Se utiliza un sistema de recolección para capturar los polvos o recubrimientos metálicos producidos. Esto puede incluir una cámara de recolección de polvo o un sistema de filtro para separar los polvos de los gases de proceso. El diseño del sistema de recolección puede variar según las propiedades deseadas del polvo y la distribución del tamaño de las partículas.
Sistema de control: un sistema de control es responsable de administrar y monitorear los diversos parámetros del proceso, como la potencia de la antorcha de plasma, la velocidad de rotación del electrodo y el caudal de gas. El sistema de control puede incluir sensores, actuadores y un controlador lógico programable (PLC) o un sistema basado en computadora para regular el proceso y asegurar una producción constante de polvos o recubrimientos metálicos de alta calidad.
Estos componentes clave trabajan juntos para facilitar el proceso de electrodo rotatorio de plasma, lo que permite la producción de recubrimientos y polvos metálicos de alta calidad para diversas aplicaciones en diferentes industrias.
SLPA-N
El sistema PREP de mediana escala (SLPA-N) está diseñado específicamente para la producción en masa industrial continua de polvos metálicos esféricos de alta calidad con las siguientes características:
- Costo razonable para la producción de lotes medianos
- Ergonomía amigable, fácil de operar
- Diseño de interfaz hombre-máquina simple y profesional
- Tasa de producción de polvos finos relativamente alta (velocidad de rotación promedio: 30,000 rpm)
- Los polvos producidos tienen alta esfericidad (más de 90%) y alta calidad, como polvos de baja porosidad, polvos satélites bajos, alta pureza (bajo aumento de oxígeno, ≤120 ppm) debido a la atomización en la atmósfera de protección inerte.
- Temperatura de fusión ≥2600 ℃, adecuada para la producción de aleaciones de titanio, aceros, superaleaciones,
- Aleaciones refractarias, aleaciones de alta entropía, etc.
SLPA-D
El sistema PREP a pequeña escala (SLPA-D, nivel de escritorio) está diseñado específicamente para la I+D de nuevos polvos de aleación y la producción de lotes pequeños de polvos de alta calidad con las siguientes características:
- Costo relativamente más bajo para la producción de múltiples lotes pequeños
- Cambio más rápido para la producción de polvo diversificado y en lotes pequeños múltiples (reducción de tiempo)
- Ergonomía amigable, fácil de operar
- Diseño de interfaz hombre-máquina simple y profesional
- Alta tasa de producción de polvos finos debido a la alta velocidad de rotación (hasta 50 000 rpm)
- Los polvos producidos tienen alta esfericidad (más de 95%) y alta calidad, como polvos de baja porosidad, polvos satélites bajos, alta pureza (bajo aumento de oxígeno, ≤100 ppm) debido a la atomización en la atmósfera de protección inerte.
- Puede producir casi todos los polvos metálicos cuyas varillas sean electroconductoras, especialmente para metales refractarios, metales de alta actividad, superaleaciones, etc.
SLPA-H
El equipo PREP a gran escala (SLPA-H) está diseñado específicamente para la producción continua e industrial en masa de polvos metálicos esféricos de alta calidad con las siguientes características:
- Costo razonable para la producción de lotes grandes
- Ergonomía amigable, fácil de operar
- Diseño de interfaz hombre-máquina simple y profesional
- Velocidad de salida de polvos finos relativamente más baja (velocidad de rotación de hasta 20 000 rpm)
- Los polvos producidos tienen alta esfericidad (más de 90%) y alta calidad, como polvos de baja porosidad, polvos satélites bajos, alta pureza (bajo aumento de oxígeno, ≤200 ppm) debido a la atomización en la atmósfera de protección inerte.
- Adecuado para la producción de polvos metálicos con punto de fusión ≤2600 ℃
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Shanghai Truer Industrial Development Co., Ltd.se estableció en 2009 y creó el negocio de fabricación aditiva en 2019, que se dedica a construir equipos y servicios de fabricación de polvos de impresión 3D integrados, polvos de impresión 3D de alta calidad para ayudar a las aplicaciones de ingeniería de la fabricación aditiva.
La compañía no solo proporciona tecnología y equipos profesionales de fusión selectiva por haz de electrones (SEBM), sino también tecnología y equipos de fabricación de polvo para procesos de electrodo rotatorio de plasma (PREP). También tenemos varios grados de polvos metálicos esféricos, incluidos TiNi, TiTa, TiAl, TiNbZr, CoCrMo, etc.
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