Nous savons tous qu'il y a peu de technologies typiques pour préparer la sphère. poudre métalliqueIl s'agit de l'automatisation au gaz (GA), du procédé par électrodes rotatives au plasma (prep), de l'atomisation au plasma (PA) et de la sphéroïdisation au plasma (PS).
4 meilleures techniques de préparation des poudres métalliques sphériques :
Automatisation du gaz (GA)
La production de poudres aérosolisées consiste à utiliser un flux d'air à grande vitesse pour briser les flux de métaux liquides en petites gouttelettes, qui sont ensuite rapidement condensées pour produire une poudre façonnée.
L'aérosolisation est devenue la méthode la plus importante pour la préparation de poudres fines et sphériques de métaux et d'alliages, et selon les statistiques, la production de poudres métalliques par atomisation a atteint 80 % de la production totale de poudres dans le monde. Il existe de nombreux types de poudres métalliques qui peuvent être produites industriellement par atomisation, y compris presque tous les systèmes de métaux et d'alliages courants, à l'exception des métaux réfractaires tels que le tungstène et le molybdène et des métaux très réactifs.
Cette méthode permet de produire des poudres métalliques avec une granulométrie fine (<150μm), une bonne sphéricité, une grande pureté, une faible teneur en oxygène, une vitesse de formage rapide et une faible pollution environnementale, et constitue la méthode principale pour la préparation des poudres métalliques pour la métallurgie des poudres, le moulage par injection de métaux et la fabrication additive métallique.
Atomisation par plasma (PA)
L'atomisation par plasma (AP) est le processus d'alimentation en matières premières métalliques (généralement du fil) à une certaine vitesse par le biais d'un mécanisme d'alimentation spécial. Les matières premières sont rapidement dispersées en gouttelettes ultrafines ou en aérosols par des jets de plasma focalisés générés par plusieurs torches à plasma montées symétriquement au sommet du four, et échangées avec des gaz inertes pour le refroidissement pendant le processus de dépôt, ce qui permet d'obtenir une poudre presque sphérique.
La technologie d'atomisation par plasma permet d'obtenir des poudres d'alliage de titane de petite taille, d'une grande pureté et d'une bonne fluidité. Contrairement aux techniques conventionnelles de fabrication de poudres, l'atomisation par plasma n'utilise pas les flux d'eau ou de gaz couramment utilisés pour écraser le flux de liquide, mais plutôt un plasma chaud, ce qui évite le problème de la mauvaise sphéricité des gouttelettes fondues due à un refroidissement rapide. En outre, cette méthode ne nécessite pas l'utilisation de creusets en céramique conventionnels et convient à la réduction en poudre de tous les matériaux métalliques pouvant être fondus, en particulier les matériaux métalliques hautement réactifs contenant du titane qui entraînent la contamination du creuset.
Procédé d'électrodes rotatives à plasma (PREP)
La méthode d'atomisation par électrode rotative à plasma est l'une des méthodes les plus idéales pour préparer des matériaux en poudre sphériques très purs et denses. Le mécanisme peut être décrit simplement comme suit : le faisceau de plasma est la source de chaleur, le métal ou l'alliage est l'électrode auto-consommatrice, les extrémités de l'électrode sont fondues en un film liquide par le plasma coaxial, et la poudre sphérique est obtenue sous l'action de sa propre force centrifuge à grande vitesse et de la tension superficielle.
Caractéristiques de la fabrication de poudre par atomisation rotative au plasma : (1) la distribution de la taille des particules de poudre est étroite, la taille des particules est plus contrôlable, la sphéricité élevée ; la taille des particules de poudre d'alliage préparée par la méthode d'atomisation au gaz est principalement concentrée dans la plage de 0-150μm ; la taille des particules de poudre d'alliage préparée par la méthode d'atomisation par électrode rotative au plasma est principalement concentrée dans la plage de 20-200μm.(2) la poudre n'existe pas fondamentalement de poudre creuse, de poudre satellite (3) les inclusions céramiques de la poudre sont moindres, la propreté est plus élevée (4) l'incrément d'oxygène de la poudre est moindre sans processus de fusion de l'alliage ; pas de flux d'air inerte à grande vitesse pour briser le flux de liquide ; l'incrément d'oxygène de la poudre aérosolisée est supérieur à 100 ppm, l'incrément d'oxygène de la poudre de l'atomisation rotative au plasma peut être contrôlé en moins de 50ppm. Les avantages de la technologie de fabrication de poudre par atomisation rotative au plasma dans la fabrication additive 1) poudre solide, le processus d'impression n'existera pas dans la bille creuse causée par les espaces d'air, les pores d'implication et de précipitation, les fissures et autres défauts ; 2) taille des particules de poudre, distribution étroite de la taille des particules, processus d'impression moins ou pas de sphérification, phénomène d'agglomération, finition de surface plus élevée, et la cohérence et l'uniformité de l'impression peuvent être entièrement garanties.
Sphéroïdisation du plasma (PS)
La technique de sphéroïdisation par plasma utilise les caractéristiques de haute température du plasma pour chauffer et fondre rapidement des particules de poudre de forme irrégulière introduites dans le plasma, qui se solidifient rapidement sous l'effet combiné de la tension superficielle et de gradients de température extrêmement élevés pour former des poudres sphériques. Le plasma présente les avantages d'une température élevée (~104 K), d'un grand volume de torche à plasma, d'une densité d'énergie élevée, d'une absence de contamination des électrodes, d'un transfert de chaleur et d'un refroidissement rapides, etc. C'est un bon moyen de produire des poudres sphériques de haute qualité avec des composants uniformes, une sphéricité élevée et une bonne fluidité, en particulier pour la préparation de métaux réfractaires rares, d'oxydes, de nitrures, de carbures et d'autres poudres sphériques.
Ce qui précède est une brève introduction aux principes et aux caractéristiques de plusieurs types d'équipements de fabrication de poudre pour l'impression 3D. En résumé, la technologie de fabrication de poudre atomisée, en particulier VIGA et EIGA, est actuellement la technologie de fabrication de poudre la plus utilisée, mais elle reste limitée par la pureté et la sphéricité de la poudre par rapport à plusieurs autres technologies.
Si l'on compare les technologies PREP, PA et PS, on constate que le PA produit plus de poudre satellite, que le PS est limité par la matière première et que le PREP a un rendement en fines relativement faible par rapport aux deux autres.
