KUGELFÖRMIGES PULVER
Kugelförmiges Pulver von WOLFTEN
Kugelförmiges Pulver – Verwendung und Anwendungsbereiche
Kugelförmige Pulver werden gewöhnlich im 3D-Druck und Metallspritzgussverfahren (MIM) verwendet. Das Metallspritzverfahren lässt eine homogene Mischung der Bindemittel entstehen und ermöglicht eine hohe dimensionale Genauigkeit. Allerdings werden die Eigenschaften des Endprodukts durch beide bestimmt – den Eigenschaften des Metallpulvers und dem 3D-Druckverfahren. Größenverteilung und Morphologie haben einen großen Einfluss auf die genaue Reproduzierbarkeit der Komponenten. Sonstige wichtige Faktoren sind Dichte, Komprimierbarkeit, chemische Zusammensetzung und Sintermöglichkeit.
Einer der wichtigsten Aspekte des 3D-Drucks mit Metallpulver sind die kugelförmigen Partikel. Eine korrekte Partikelgrößenverteilung ist wichtig, da dies zu einer guten Anordnung und einem Produkt mit gewünschten mechanischen Eigenschaften führt.
Turbinenringe
Verrohrung in Wärmetauschern
Raketen mit Flüssigtreibstoff
Flugzeugkomponenten
Elemente hydraulischer Systeme
Hüft- und Knieimplantate
Zahnprothesen
Gasturbinen
Propeller
Abgassysteme
Produktionsverfahren und kugelförmiges Metallpulver
Gasatomisierung
Das Verfahren beginnt damit, dass die Ausgangslegierung in einem Vakuumhochofen eingeschmolzen wird. Weshalb Vakuum? Weil es die Überwachung der Zwischenräume in der Schmelze ermöglicht. Der Hochofen wird über dem Zerstäuber angebracht, um einen direkten Ausfluss des Materials in die Kammer zu ermöglichen. Herunterfallende Schmelze wird dann mit Stickstoff oder Argon unter Hochdruck besprüht. Dies ermöglicht eine Kristallisation der kugelförmigen Pulverpartikel und einen Schutz gegenüber Oxidation und Verunreinigung. In gewissem Maße kann die Partikelgröße durch Änderung der auf die Schmelze aufgesprühten Gasmenge beeinflusst werden. Für den Fall eines relativ reaktionsfreudigen Materials, wie Ti6Al14V, kann ein Risiko der Verunreinigung über die Atmosphäre oder des Schmelztiegels bestehen. Deshalb werden diese Legierungen mit Hilfe von Stäben atomisiert. Ein legierter Stab wird durch einen Induktionsstab geschoben, was zur Schmelze führt. Durch diese Methode ist das Material nicht mit dem Schmelztiegel in Verbindung. Das Verfahren wird als Electrode Induction Gas Atomization (EIGA) bezeichnet
Plasmaatomisierung
Bei dieser Methode dringt das Material in die Atomisierungskammer in Form von Draht ein, das dann mittels Plasmaschweißbrennern geschmolzen und sofort mit Schutzgas besprüht wird. Dies führt zu hoch kugelförmigen Pulverpartikeln von geringster Größe (0-200 μm). Eine geringfügige Änderung dieses Verfahrens ist das Plasma Rotating Electrode Process (PREP), das Stäbe anstelle von Drähten verwendet. Der sich schnell drehende Stab dringt in die Kammer ein und wird durch Plasmaschweißbrenner in einer Schutzgasumgebung geschmolzen. Die ausgegebene Schmelze verfestigt sich dann, bevor es die Wände der Brennkammer erreicht. Mit dieser Methode kann man noch feinere Partikel erreichen (0-100 μm). Kugelförmiges Pulver für Titanlegierungen wird über diese Methode hergestellt.