플라즈마 회전 전극 공정(PREP)
상하이 트루어 산업 개발 유한공사
플라즈마 회전 전극 공정 분말:
플라즈마 회전 전극 공정(PREP)이란 무엇인가요?
플라즈마 회전 전극 공정(PREP)은 전기 전도성 소재의 구상 분말을 생산하는 데 탁월한 방법으로 꼽히며, 그 원리와 세부 공정은 다음과 같습니다:
고속 회전 전극(원료)은 고순도 불활성 대기의 보호 아래 플라즈마 아크에 의해 용융되고, 용융 금속은 큰 원심력에 의해 불활성 대기에 의해 원자화되어 저온 챔버 내벽에 접촉하면 구형 분말로 응축됩니다.
플라즈마 회전 전극 공정 분말 특성:
1) 산소 및 기타 불순물의 낮은 증가율(고순도)
2) 완벽한 구형이며 본질적으로 위성이 없습니다.
3) 좁은 입자 크기 분포, 높은 유동성 및 높은 겉보기/포장 밀도
4) 낮은 내부 다공성
따라서 PREPed 금속 분말은 SEBM, SLM, DED, 바인더 분사, 레이저 클래딩, PM 등에 적용할 수 있습니다.
플라즈마 회전 전극 공정의 장점:
플라즈마 회전 전극 프로세스(준비 시스템)는 금속 분말 및 코팅 생산에 여러 가지 이점을 제공합니다. 주요 이점은 다음과 같습니다:
고품질의 구형 금속 분말: 이 공정은 균일한 크기 분포와 높은 구형도를 가진 미세한 구형 금속 분말을 생산합니다. 이러한 특성은 최적의 성능을 위해 일관된 분말 특성이 중요한 적층 제조와 같은 다양한 응용 분야에서 바람직합니다.
광범위한 소재 및 합금: PREA/REP는 내화성 금속, 고온 재료 및 고급 합금을 포함한 광범위한 금속 및 합금을 가공할 수 있습니다. 이러한 다용도성 덕분에 다양한 재료 요구 사항을 가진 많은 산업에 적합합니다.
입자 크기 및 분포 제어: 전극 회전 속도, 플라즈마 가스 유량, 전원 입력과 같은 공정 파라미터를 조정하여 생산된 금속 분말의 입자 크기와 분포를 제어할 수 있습니다. 이러한 유연성 덕분에 특정 용도에 맞는 맞춤형 특성을 가진 분말을 생산할 수 있습니다.
낮은 오염 수준: 비접촉식 공정의 특성으로 인해 주변 환경이나 기타 오염원으로부터의 오염 위험이 최소화됩니다. 그 결과 항공우주 및 의료 기기처럼 순도 요구 사항이 엄격한 응용 분야에 적합한 고순도 금속 분말을 생산할 수 있습니다.
맞춤형 공정 파라미터: 플라즈마 회전 전극 공정은 공정 파라미터를 조정하여 특정 응용 분야 요구 사항을 충족하도록 조정할 수 있습니다. 이러한 적응성을 통해 입자 크기, 형태, 화학 성분과 같은 맞춤형 특성을 가진 금속 분말을 생산할 수 있습니다.
높은 생산 속도: 가스 분무와 같은 다른 분말 생산 방식에 비해 PREA/REP는 연속적인 특성과 전극 재료를 분말로 효율적으로 전환하기 때문에 더 높은 생산 속도를 달성할 수 있습니다.
효율적인 재료 활용: 이 공정은 전극 재료를 미세 분말로 변환하는 데 효율적이어서 다른 분말 생산 방식에 비해 낭비를 최소화하고 재료 활용도를 높입니다.
이러한 장점으로 인해 플라즈마 회전 전극 공정은 항공우주, 자동차, 의료 기기 및 전자 제품과 같은 다양한 산업 분야에서 고품질 금속 분말을 생산하는 데 유용한 기술입니다.
플라즈마 회전 전극 공정 애플리케이션:
주목할 만한 애플리케이션은 다음과 같습니다:
항공우주 산업: a. 고성능 합금 제조: 항공기, 우주선 및 엔진용 고강도, 경량, 내식성 부품 생산에 사용되는 고급 금속 분말을 생산할 수 있습니다. b. 열 차단 코팅: 이 공정은 터빈 블레이드 및 기타 엔진 구성품의 열 차단 코팅을 생성하여 고온 환경에서 성능과 내구성을 향상시키는 데 사용할 수 있습니다.
자동차 산업: a. 경량 부품 생산: PREA/REP를 통해 생산된 금속 분말은 차량용 경량 고강도 부품을 만드는 데 사용되어 연비 효율과 배기가스 저감에 기여할 수 있습니다. b. 내마모성 코팅: 이 공정은 마모가 심한 엔진 부품 및 기타 자동차 부품의 내마모성 코팅을 생산하여 수명을 연장하는 데 활용될 수 있습니다.
의료 기기: a. 생체 적합성 재료의 제조: PREA/REP를 사용하여 생산된 고품질 금속 분말은 정형외과 및 치과용 임플란트와 같은 생체 적합성 재료 및 임플란트 제조에 사용될 수 있습니다. b. 약물 전달 시스템: 이 공정은 제어된 약물 방출 시스템을 위한 특수 금속 분말을 만들어 의료 치료의 효과를 향상시키는 데 사용할 수 있습니다.
전자: a. 전도성 재료 제조: PREA/REP를 통해 생산된 금속 분말은 인쇄 회로 기판, 커넥터, 센서와 같은 전자 부품의 전도성 소재를 만드는 데 사용할 수 있습니다. b. 자성 소재: 이 공정은 데이터 저장 장치, 모터, 변압기 등 다양한 전자 애플리케이션을 위한 자성 소재를 생산하는 데 사용할 수 있습니다.
에너지 분야: a. 연료 전지 부품: PREA/REP는 촉매 및 전극과 같은 연료 전지 부품 제조를 위한 금속 분말을 생산하여 연료 전지의 성능과 효율을 향상시키는 데 사용할 수 있습니다. b. 태양 에너지 응용 분야: 이 공정은 태양전지 및 열 에너지 저장 시스템과 같은 태양 에너지 애플리케이션용 금속 분말을 생산할 수 있습니다.
적층 제조: a. 3D 프린팅용 금속 분말 생산: PREA/REP에서 생산되는 고품질의 구형 금속 분말은 선택적 레이저 소결(SLS) 및 전자빔 용융(EBM) 등의 적층 제조 공정에 이상적이며, 다양한 산업 분야에서 복잡한 맞춤형 부품을 제작할 수 있습니다.
이러한 응용 사례는 다양한 산업과 목적에 맞는 고품질 금속 분말 및 코팅을 생산하는 데 있어 플라즈마 회전 전극 공정의 다양성과 가치를 보여줍니다.
3D 프린팅
기계 산업
야금 산업
의료 산업
플라즈마 회전 전극 공정 장비:
플라즈마 회전 전극 공정(PREP 시스템)은 고품질 금속 분말과 코팅을 생산하기 위해 특정 장비가 필요합니다. 설정의 주요 구성 요소는 다음과 같습니다:
플라즈마 토치: 플라즈마 토치는 회전하는 전극에서 금속을 녹이고 분무하는 데 중요한 역할을 하는 고속 플라즈마 제트를 생성합니다. PREA/REP에 사용되는 일반적인 플라즈마 토치 유형은 비전이 아크 토치로, 회전 전극과 직접 접촉하지 않고 토치의 전극과 노즐 사이에 전기 아크를 유지합니다.
전원 공급 장치: 플라즈마를 생성하고 유지하는 데 필요한 전기 에너지를 플라즈마 토치에 공급하려면 전원 공급 장치가 필요합니다. 전원 공급 장치는 처리 중인 특정 재료에 필요한 전압 및 전류 수준을 제공할 수 있어야 합니다.
회전 전극: 회전 전극은 분말 또는 코팅으로 가공할 금속 또는 합금으로 만들어집니다. 모터 구동 스핀들에 장착되어 일반적으로 수천 RPM 범위의 고속으로 회전합니다. 전극이 회전하면서 플라즈마 제트가 전극 표면에 충돌하여 재료를 녹이고 분무합니다.
모터 및 스핀들 시스템: 모터 및 스핀들 시스템은 전극의 회전을 구동하는 역할을 합니다. 이 시스템은 특정 재료 및 공정 파라미터에 필요한 회전 속도와 토크를 제공할 수 있어야 합니다. 또한 공정 중에 발생하는 열을 관리하기 위한 냉각 메커니즘이 포함될 수 있습니다.
가스 공급: 플라즈마 가스 공급은 플라즈마 제트를 생성하고 유지하는 데 필수적입니다. 아르곤, 헬륨 또는 질소와 같은 불활성 가스가 일반적으로 공정에 사용됩니다. 가스 공급 시스템은 특정 플라즈마 토치 및 처리 중인 재료에 필요한 가스 유량과 압력을 제공할 수 있어야 합니다.
수집 시스템: 수집 시스템은 생산된 금속 분말 또는 코팅을 포집하는 데 사용됩니다. 여기에는 분말 수집 챔버 또는 공정 가스에서 분말을 분리하는 필터 시스템이 포함될 수 있습니다. 포집 시스템의 설계는 원하는 분말의 특성과 입자 크기 분포에 따라 달라질 수 있습니다.
제어 시스템: 제어 시스템은 플라즈마 토치 출력, 전극 회전 속도, 가스 유량 등 다양한 공정 파라미터를 관리하고 모니터링하는 역할을 담당합니다. 제어 시스템에는 공정을 조절하고 고품질 금속 분말 또는 코팅의 일관된 생산을 보장하기 위해 센서, 액추에이터, PLC(프로그래머블 로직 컨트롤러) 또는 컴퓨터 기반 시스템이 포함될 수 있습니다.
이러한 핵심 구성 요소가 함께 작동하여 플라즈마 회전 전극 공정을 촉진함으로써 여러 산업 분야의 다양한 응용 분야에 사용되는 고품질 금속 분말 및 코팅을 생산할 수 있습니다.
SLPA-N
중간 규모 PREP 시스템(SLPA-N)은 다음과 같은 특성을 가진 고품질 구형 금속 분말의 연속적인 산업 대량 생산을 위해 설계되었습니다:
- 중간 배치 생산에 적합한 합리적인 비용
- 인체공학적으로 친숙하고 조작하기 쉬움
- 간단하고 전문적인 인간-기계 인터페이스 디자인
- 비교적 높은 미세 분말 출력 속도(평균 회전 속도: 30,000rpm)
- 생산된 분말은 불활성 보호 분위기에서 분무하여 저다공성 분말, 저위성 분말, 고순도(낮은 산소 증가, ≤120ppm) 등 높은 구형도(90% 이상)와 고품질을 갖습니다.
- 용융 온도 ≥2600℃, Ti-합금, 강철, 초합금 생산에 적합합니다,
- 내화 합금, 고엔트로피 합금 등
SLPA-D
소규모 PREP 시스템(SLPA-D, 데스크톱 수준)은 새로운 합금 분말의 R&D 및 다음과 같은 특성을 가진 고품질 분말의 소량 생산을 위해 특별히 설계되었습니다:
- 다품종 소량 생산 시 상대적으로 저렴한 비용
- 다품종 소량 생산 및 다품종 분말 생산을 위한 빠른 전환(시간 단축)
- 인체공학적으로 친숙하고 조작하기 쉬움
- 간단하고 전문적인 인간-기계 인터페이스 디자인
- 높은 회전 속도(최대 50,000rpm)로 인한 높은 미세 분말 출력 속도
- 생산된 분말은 불활성 보호 분위기에서 분무하여 높은 구형도(95% 이상)와 저다공성 분말, 낮은 위성 분말, 고순도(낮은 산소 증가, ≤100ppm) 등 고품질을 갖습니다.
- 특히 내화 금속, 고활성 금속, 초합금 등 전기 전도성이 있는 거의 모든 금속 분말을 생산할 수 있습니다.
SLPA-H
대형 PREP 장비(SLPA-H)는 다음과 같은 특성을 가진 고품질 구형 금속 분말의 연속적인 산업 대량 생산을 위해 설계되었습니다:
- 대량 생산을 위한 합리적인 비용
- 인체공학적으로 친숙하고 조작하기 쉬움
- 간단하고 전문적인 인간-기계 인터페이스 디자인
- 상대적으로 낮은 미세 분말 출력 속도(최대 20,000rpm의 회전 속도)
- 생산된 분말은 불활성 보호 분위기에서 분무하여 저다공성 분말, 저위성 분말, 고순도(낮은 산소 증가, ≤200ppm) 등 높은 구형도(90% 이상)와 고품질을 갖습니다.
- 녹는점 ≤2,600℃의 금속 분말 생산에 적합
회사 소개
진정한 산업
상하이 트루어 산업 개발 유한회사는 2009년에 설립되어 2019년에 적층 제조 사업을 시작했으며, 적층 제조의 엔지니어링 응용을 돕기 위해 통합 3D 프린팅 파우더 제조 장비 및 서비스, 고품질 3D 프린팅 파우더를 구축하는 데 전념하고 있습니다.
이 회사는 전문적인 선택적 전자빔 용융(SEBM) 기술 및 장비뿐만 아니라 플라즈마 회전 전극 공정 분말 제조(PREP) 기술 및 장비도 제공합니다. 또한 TiNi, TiTa, TiAl, TiNbZr, CoCrMo 등 다양한 등급의 구형 금속 분말을 보유하고 있습니다.
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