Procesamento con láser de espuma metálica

As espumas metálicas clasifícanse enespumas de células abertas e pechadas. As escumas de células pechadas teñen membranas que separan células ou ocos veciños, mentres que as escumas de células abertas teñen unha rede de ocos distribuídos aleatoriamente que están interconectados como se mostra nas figuras (a) e (b), respectivamente. A categorización é dalgún xeito moi importante xa que distingue as espumas metálicas segundo as súas aplicacións. As espumas metálicas de células pechadas teñen unha alta rixidez e úsanse principalmente en aplicacións estruturais. Por outra banda, as espumas de células abertas utilízanse principalmente en aplicacións funcionais como os intercambiadores de calor debido á súa gran superficie e á súa estrutura porosa conectada internamente.

Polo tanto, os métodos de procesamento son os principais responsablespersonalización de espumas metálicasás súas aplicacións definindo a súa estrutura anatómica ou distribución de poros. Os métodos de procesamento clasifícanse en procesos líquidos e sólidos. O procesamento de líquidos é o máis popular na produción comercial debido ás altas taxas de escuma e aos altos rendementos. O proceso crea poros en metais líquidos ou semisólidos por calquera das dúas vías principais, a espuma directa e indirecta. A espumación directa pódese conseguir introducindo un gas (aire, nitróxeno ou argón) ou introducindo substancias secundarias como TiH2, ZrH2, MgH2, CaCO3, etc. directamente na matriz metálica fundida. En ambos os casos, fórmanse burbullas na superficie do fundido e quedan atrapadas e arrefriadas para crear ocos.

Cando se usa o método de espuma indirecta, o metal fundido non se espuma directamente; en cambio, utilízanse certos precursores como escumas de polímero ou partículas inorgánicas e esferas ocas de baixa densidade para fundir o metal fundido nunha escuma. Procesamento de líquidos, mentres permite a produción en masa deespumas metálicasen forma de folla, carece de estabilidade e controlabilidade. Como resultado, as formas próximas á rede son difíciles de producir. A diversidade de materiais que se poden utilizar para formar espumas por este método tamén é moi limitada.

A espuma de estado sólido pode definirse como un proceso de fabricación de escumas metálicas que mantén a temperatura de procesamento dentro do intervalo de temperatura de fusión do material base. As espumas metálicas prepáranse introducindo o axente de soplado directamente no metal sólido mesturado (porosidade intrínseca) ou integrando o po metálico arredor dunha plantilla temporal pretratada con ocos (porosidade extrínseca). Aínda que os procesos de estado sólido son máis fiables, son custosos. As industrias de fabricación actuais son moi críticas á hora de seleccionar produtos para a súa fabricación.

Espumas metálicasson un novo tipo de material lixeiro poroso que consiste en poros ou ocos dentro dun metal sólido. Os poros adoitan crearse dentro do material base de forma incontrolada, seguindo diferentes rutas de proceso para formar unha estrutura metálica porosa moi aleatoria. A fracción de volume dos poros resultantes é moi alta en comparación co material base, o que fai que o material sexa lixeiro. Ademais do seu peso lixeiro, o material ofrece unha serie doutras propiedades estruturais destacadas: unha alta relación resistencia-peso e excelente amortiguación de vibracións e potencial de absorción de ruído. Para incorporar escuma metálica en calquera industria, debe estar estreitamente integrada cun proceso de fabricación fiable. Os metais espumados caracterízanse por unha alta rixidez e unha baixa resistencia á tracción e son propensos a fracturarse baixo carga. Polo tanto, os procesos de fabricación convencionais non son convenientes para procesar a forma xeral da fabricación de escuma metálica. Como resultado, a adopción xeneralizada de espumas metálicas vese obstaculizada. O método de procesamento con láser é un método que utiliza unha fonte de calor precisa, un láser, para procesar o material en lugar dunha carga mecánica.