پردازش لیزری فوم فلزی

فلزفوم‌های lic به دو دسته تقسیم می‌شوندفوم‌های سلول باز و سلول بستهفوم‌های سلول بسته دارای غشاهایی هستند که سلول‌ها یا حفره‌های همسایه را از هم جدا می‌کنند، در حالی که فوم‌های سلول باز دارای شبکه‌ای از حفره‌های با توزیع تصادفی هستند که به ترتیب در شکل‌های (الف) و (ب) به هم متصل شده‌اند. این طبقه‌بندی به نوعی بسیار مهم است زیرا فوم‌های فلزی را بر اساس کاربردشان متمایز می‌کند. فوم‌های فلزی سلول بسته دارای سفتی بالایی هستند و عمدتاً در کاربردهای سازه‌ای استفاده می‌شوند. از سوی دیگر، فوم‌های سلول باز به دلیل مساحت سطح بزرگ و ساختار متخلخل داخلی متصل، عمدتاً در کاربردهای عملکردی مانند مبدل‌های حرارتی استفاده می‌شوند.

بنابراین، روش‌های پردازش عمدتاً مسئول هستندسفارشی‌سازی فوم‌های فلزیبه درخواست‌هایشان توسط defiدرساختار آناتومیکی یا توزیع منافذ آنها. روش‌های فرآوری به طور گسترده به فرآیندهای مایع و جامد طبقه‌بندی می‌شوند. فرآوری مایع به دلیل سرعت بالای کف کردن و بازده بالا، محبوب‌ترین روش در تولید تجاری است. این فرآیند با استفاده از دو مسیر اصلی، کف کردن مستقیم و غیرمستقیم، منافذی را در فلزات مایع یا نیمه جامد ایجاد می‌کند. کف کردن مستقیم را می‌توان با وارد کردن یک گاز (هوا، نیتروژن یا آرگون) یا با وارد کردن مواد ثانویه مانند TiH2، ZrH2، MgH2، CaCO3 و غیره به طور مستقیم به ماتریس فلز مذاب انجام داد. در هر دو مورد، حباب‌هایی روی سطح مذاب تشکیل می‌شوند و به دام می‌افتند و برای ایجاد حفره‌ها خنک می‌شوند.

وقتی از روش فوم‌سازی غیرمستقیم استفاده می‌شود، فلز مذاب مستقیماً فوم نمی‌شود؛ در عوض، از پیش‌ماده‌های خاصی مانند فوم‌های پلیمری یا ذرات معدنی و کره‌های توخالی با چگالی کم برای ریخته‌گری فلز مذاب به صورت فوم استفاده می‌شود. فرآوری مایع، ضمن امکان تولید انبوهفوم‌های فلزیبه شکل ورق، فاقد پایداری و کنترل‌پذیری است. در نتیجه، تولید اشکال تقریباً خالص دشوار است. تنوع موادی که می‌توانند برای تشکیل فوم با این روش استفاده شوند نیز بسیار محدود است.

فوم‌سازی حالت جامد را می‌توان به عنوان فرآیندی برای تولید فوم‌های فلزی تعریف کرد که دمای پردازش را در محدوده دمای ذوب ماده پایه نگه می‌دارد. فوم‌های فلزی یا با وارد کردن مستقیم عامل دمنده به فلز جامد مخلوط (تخلخل ذاتی) یا با ادغام پودر فلز در اطراف یک الگوی موقت از پیش آماده‌سازی شده با حفره‌ها (تخلخل بیرونی) تهیه می‌شوند. اگرچه فرآیندهای حالت جامد با اطمینان بیشتری کنترل می‌شوند، اما پرهزینه هستند. صنایع تولیدی فعلی در انتخاب محصولات برای قابلیت تولید بسیار مهم هستند.

فوم‌های فلزینوع جدیدی از مواد سبک متخلخل هستند که از منافذ یا حفره‌هایی درون یک فلز جامد تشکیل شده‌اند. منافذ معمولاً در داخل ماده پایه به صورت کنترل نشده و با دنبال کردن مسیرهای مختلف فرآیند، یک ساختار فلزی متخلخل بسیار تصادفی تشکیل می‌دهند. کسر حجمی منافذ حاصل در مقایسه با ماده پایه بسیار زیاد است که باعث سبک وزن شدن ماده می‌شود. علاوه بر وزن سبک، این ماده طیف وسیعی از خواص ساختاری برجسته دیگر را نیز ارائه می‌دهد: نسبت استحکام به وزن بالا و پتانسیل عالی برای میرایی ارتعاش و جذب صدا. برای استفاده از فوم فلزی در هر صنعتی، باید با یک فرآیند تولید قابل اعتماد ادغام شود. فلزات فومی با سختی بالا و استحکام کششی کم مشخص می‌شوند و مستعد شکستگی تحت بار هستند. بنابراین، فرآیندهای تولید مرسوم برای پردازش شکل کلی ساخت فوم فلزی مناسب نیستند. در نتیجه، پذیرش گسترده فوم‌های فلزی با مشکل مواجه می‌شود. روش پردازش لیزری روشی است که از یک منبع حرارتی دقیق، یک لیزر، برای پردازش ماده به جای بار مکانیکی استفاده می‌کند.