Procédé d'électrodes rotatives à plasma (PREP)
Shanghai Truer Industrial Development Co. Ltd
Poudres de traitement par électrodes rotatives à plasma :
Qu'est-ce que le procédé d'électrodes rotatives à plasma (PREP) ?
Le procédé plasma-électrode rotative (PREP) est considéré comme une excellente méthode pour produire des poudres sphériques pour les matériaux conducteurs d'électricité, et son principe et ses processus détaillés sont similaires :
L'électrode tournant à grande vitesse (matière première) est fondue par l'arc plasma sous la protection d'une atmosphère inerte de haute pureté, et le métal en fusion est projeté par une grande force centrifuge pour être atomisé par l'atmosphère inerte et condensé en poudres sphériques lorsqu'il entre en contact avec la paroi interne de la chambre froide.
Procédé d'électrodes rotatives à plasma Caractéristiques des poudres :
1) Faible teneur en oxygène et autres impuretés (haute pureté)
2) Parfaitement sphérique et essentiellement dépourvue de satellites
3) Distribution étroite de la taille des particules, haute fluidité et haute densité apparente/conditionnement
4) Faible porosité interne
Les poudres métalliques préparées peuvent donc être utilisées pour le SEBM, le SLM, le DED, le jet de liant, le revêtement par laser, le PM, etc.
Avantages du procédé d'électrodes rotatives à plasma :
Le procédé de l'électrode rotative à plasma (SYSTÈME DE PRÉPARATION) offre plusieurs avantages pour la production de poudres métalliques et de revêtements. Voici quelques-uns de ces avantages :
Poudres métalliques sphériques de haute qualité : Le procédé produit des poudres métalliques fines et sphériques avec une distribution de taille uniforme et une sphéricité élevée. Ces caractéristiques sont souhaitables dans diverses applications, telles que la fabrication additive, où des propriétés de poudre constantes sont cruciales pour des performances optimales.
Large gamme de matériaux et d'alliages : PREA/REP peut traiter une large gamme de métaux et d'alliages, y compris les métaux réfractaires, les matériaux à haute température et les alliages avancés. Cette polyvalence lui permet de s'adapter à de nombreuses industries ayant des exigences différentes en matière de matériaux.
Taille et distribution des particules contrôlées : Les paramètres du procédé, tels que la vitesse de rotation de l'électrode, le débit du gaz plasmagène et la puissance absorbée, peuvent être ajustés pour contrôler la taille et la distribution des particules des poudres métalliques produites. Cette flexibilité permet de produire des poudres aux propriétés adaptées à des applications spécifiques.
Faibles niveaux de contamination : En raison de la nature sans contact du processus, le risque de contamination par l'environnement ou d'autres sources est minime. Cela permet d'obtenir des poudres métalliques de grande pureté qui conviennent aux applications soumises à des exigences strictes en matière de pureté, telles que l'aérospatiale et les dispositifs médicaux.
Paramètres de processus personnalisables : Le procédé par électrodes rotatives à plasma peut être adapté pour répondre aux exigences d'applications spécifiques en ajustant les paramètres du procédé. Cette adaptabilité permet de produire des poudres métalliques aux propriétés personnalisées, telles que la taille des particules, la morphologie et la composition chimique.
Taux de production élevés : Comparé à d'autres méthodes de production de poudres telles que l'atomisation à gaz, PREA/REP peut atteindre des taux de production plus élevés en raison de sa nature continue et de la conversion efficace du matériau de l'électrode en poudres.
Utilisation efficace des matériaux : Le processus est efficace pour convertir le matériau de l'électrode en poudres fines, ce qui permet de minimiser les déchets et d'améliorer l'utilisation du matériau par rapport à d'autres méthodes de production de poudres.
Ces avantages font du procédé par électrodes rotatives à plasma une technique précieuse pour la production de poudres métalliques de haute qualité destinées à diverses applications dans des secteurs tels que l'aérospatiale, l'automobile, les appareils médicaux et l'électronique.
Applications des procédés d'électrodes rotatives à plasma :
Parmi les applications notables, on peut citer
Industrie aérospatiale : a. Fabrication d'alliages à haute performance : Le PREA/REP peut produire des poudres métalliques avancées utilisées dans la production de composants à haute résistance, légers et résistants à la corrosion pour les avions, les engins spatiaux et les moteurs. b. Revêtements à barrière thermique : Le procédé peut être utilisé pour créer des revêtements de barrière thermique pour les aubes de turbines et autres composants de moteurs, améliorant ainsi leurs performances et leur durabilité dans des environnements à haute température.
Industrie automobile : a. Production de composants légers : Les poudres métalliques produites par le PREA/REP peuvent être utilisées pour créer des composants légers et très résistants pour les véhicules, contribuant ainsi à l'efficacité énergétique et à la réduction des émissions. b. Revêtements résistants à l'usure : Le procédé peut être utilisé pour produire des revêtements résistants à l'usure pour les composants des moteurs et d'autres pièces automobiles qui subissent une forte usure, prolongeant ainsi leur durée de vie.
Dispositifs médicaux : a. Fabrication de matériaux biocompatibles : Les poudres métalliques de haute qualité produites par le procédé PREA/REP peuvent être utilisées dans la fabrication de matériaux et d'implants biocompatibles, tels que les implants orthopédiques et dentaires. b. Systèmes d'administration de médicaments : Le procédé peut être utilisé pour créer des poudres métalliques spécialisées pour les systèmes de libération contrôlée de médicaments, améliorant ainsi l'efficacité des traitements médicaux.
Électronique : a. Fabrication de matériaux conducteurs : Les poudres métalliques produites par PREA/REP peuvent être utilisées pour créer des matériaux conducteurs pour les composants électroniques, tels que les cartes de circuits imprimés, les connecteurs et les capteurs. b. Matériaux magnétiques : Le procédé peut être utilisé pour produire des matériaux magnétiques destinés à diverses applications électroniques, notamment des dispositifs de stockage de données, des moteurs et des transformateurs.
Secteur de l'énergie : a. Composants de piles à combustible : Le PREA/REP peut être utilisé pour produire des poudres métalliques destinées à la fabrication de composants de piles à combustible, tels que des catalyseurs et des électrodes, afin d'améliorer les performances et l'efficacité des piles à combustible. b. Applications dans le domaine de l'énergie solaire : Le procédé peut produire des poudres métalliques pour des applications dans le domaine de l'énergie solaire, telles que les cellules photovoltaïques et les systèmes de stockage de l'énergie thermique.
Fabrication additive : a. Production de poudres métalliques pour l'impression 3D : Les poudres métalliques sphériques de haute qualité produites par PREA/REP sont idéales pour les processus de fabrication additive tels que le frittage sélectif par laser (SLS) et la fusion par faisceau d'électrons (EBM), permettant la création de composants complexes et personnalisés dans diverses industries.
Ces applications illustrent la polyvalence et la valeur du procédé plasma-électrode rotative dans la production de poudres métalliques et de revêtements de haute qualité pour un large éventail d'industries et d'objectifs.
Impression 3D
Industrie mécanique
Industrie métallurgique
Industrie médicale
Équipements de traitement par électrodes rotatives à plasma :
Le procédé par électrodes rotatives à plasma (système PREP) nécessite un équipement spécifique pour produire des poudres et des revêtements métalliques de haute qualité. Les principaux éléments de l'installation sont les suivants
Torche à plasma : La torche à plasma génère un jet de plasma à grande vitesse qui joue un rôle essentiel dans la fusion et l'atomisation du métal à partir de l'électrode rotative. Les torches à plasma couramment utilisées dans le cadre du programme PREA/REP sont des torches à arc non transféré, qui maintiennent un arc électrique entre l'électrode de la torche et la buse sans établir de contact direct avec l'électrode rotative.
Alimentation électrique : Une alimentation électrique est nécessaire pour fournir à la torche à plasma l'énergie électrique nécessaire à la production et à l'entretien du plasma. L'alimentation doit être capable de fournir les niveaux de tension et de courant requis pour le matériau spécifique traité.
Électrode rotative : L'électrode rotative est constituée du métal ou de l'alliage à transformer en poudres ou en revêtements. Elle est montée sur une broche motorisée et tourne à des vitesses élevées, généralement de l'ordre de plusieurs milliers de tours par minute. Lorsque l'électrode tourne, le jet de plasma frappe sa surface, faisant fondre et atomisant le matériau.
Système de moteur et de broche : Le système de moteur et de broche est responsable de la rotation de l'électrode. Le système doit être capable de fournir la vitesse de rotation et le couple requis pour le matériau spécifique et les paramètres du procédé. Il peut également comprendre un mécanisme de refroidissement pour gérer la chaleur générée au cours du processus.
Alimentation en gaz : L'alimentation en gaz plasmagène est essentielle pour générer et entretenir le jet de plasma. Des gaz inertes, tels que l'argon, l'hélium ou l'azote, sont couramment utilisés dans le processus. Le système d'alimentation en gaz doit être capable de fournir le débit et la pression de gaz requis pour la torche à plasma et le matériau traité.
Système de collecte : Un système de collecte est utilisé pour capturer les poudres métalliques ou les revêtements produits. Il peut s'agir d'une chambre de collecte des poudres ou d'un système de filtrage pour séparer les poudres des gaz de traitement. La conception du système de collecte peut varier en fonction des propriétés souhaitées de la poudre et de la distribution de la taille des particules.
Système de contrôle : Un système de contrôle est chargé de gérer et de surveiller les différents paramètres du procédé, tels que la puissance de la torche à plasma, la vitesse de rotation de l'électrode et le débit de gaz. Le système de contrôle peut comprendre des capteurs, des actionneurs et un contrôleur logique programmable (PLC) ou un système informatique pour réguler le processus et assurer une production constante de poudres métalliques ou de revêtements de haute qualité.
Ces composants clés fonctionnent ensemble pour faciliter le processus d'électrodes rotatives à plasma, permettant la production de poudres métalliques et de revêtements de haute qualité pour diverses applications dans différents secteurs.
SLPA-N
Le système PREP à moyenne échelle (SLPA-N) est spécialement conçu pour la production industrielle en masse et en continu de poudres métalliques sphériques de haute qualité présentant les caractéristiques suivantes :
- Coût raisonnable pour la production de lots moyens
- Ergonomique, facile à utiliser
- Interface homme-machine simple et professionnelle
- Taux de production de poudres fines relativement élevé (vitesse de rotation moyenne : 30 000 tr/min)
- Les poudres produites ont une sphéricité élevée (plus de 90%) et une qualité élevée, telles que des poudres à faible porosité, des poudres à faible satellite, une pureté élevée (faible augmentation d'oxygène,≤120ppm) en raison de l'atomisation dans l'atmosphère de protection inerte.
- Température de fusion ≥2600℃, convient à la production de Ti-alliages, aciers, superalliages,
- Alliages réfractaires, alliages à haute entropie, etc.
SLPA-D
Le système PREP à petite échelle (SLPA-D, niveau bureau) est spécialement conçu pour la recherche et le développement de nouvelles poudres d'alliage et la production en petites séries de poudres de haute qualité présentant les caractéristiques suivantes :
- Coût relativement faible pour la production de plusieurs petits lots
- Changement plus rapide pour la production de poudres en petites séries et diversifiées (réduction du temps)
- Ergonomique, facile à utiliser
- Interface homme-machine simple et professionnelle
- Débit élevé de poudres fines grâce à une vitesse de rotation élevée (jusqu'à 50 000 tr/min)
- Les poudres produites ont une sphéricité élevée (plus de 95%) et une qualité élevée, telles que des poudres à faible porosité, des poudres à faible satellite, une pureté élevée (faible augmentation d'oxygène,≤100ppm) en raison de l'atomisation dans l'atmosphère de protection inerte.
- Peut produire presque toutes les poudres métalliques dont les tiges sont électroconductrices, en particulier pour les métaux réfractaires, les métaux à haute activité, les superalliages, etc.
SLPA-H
L'équipement PREP à grande échelle (SLPA-H) est spécialement conçu pour la production industrielle en masse et en continu de poudres métalliques sphériques de haute qualité présentant les caractéristiques suivantes :
- Coût raisonnable pour la production de grandes séries
- Ergonomique, facile à utiliser
- Interface homme-machine simple et professionnelle
- Taux de production de poudres fines relativement faible (vitesse de rotation jusqu'à 20 000 tr/min)
- Les poudres produites ont une sphéricité élevée (plus de 90%) et une qualité élevée, telles que des poudres à faible porosité, des poudres à faible satellite, une pureté élevée (faible augmentation d'oxygène,≤200ppm) en raison de l'atomisation dans l'atmosphère de protection inerte.
- Convient à la production de poudres métalliques dont le point de fusion est ≤2 600℃.
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Une industrie plus vraie
Shanghai Truer Industrial Development Co., Ltd. a été fondée en 2009 et a créé l'entreprise de fabrication additive en 2019, qui se consacre à la construction d'équipements et de services de fabrication de poudres d'impression 3D intégrés, de poudres d'impression 3D de haute qualité pour aider les applications d'ingénierie de la fabrication additive.
L'entreprise fournit non seulement une technologie et un équipement professionnels de fusion sélective par faisceau d'électrons (SEBM), mais aussi une technologie et un équipement de fabrication de poudres par procédé d'électrode rotative au plasma (PREP). Nous disposons également de différentes qualités de poudres métalliques sphériques, notamment TiNi, TiTa, TiAl, TiNbZr, CoCrMo, etc.
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