Procesamiento láser de espuma metálica

MetalLas espumas lic se clasifican enespumas de celdas abiertas y cerradasLas espumas de celda cerrada tienen membranas que separan las celdas o huecos adyacentes, mientras que las de celda abierta presentan una red de huecos distribuidos aleatoriamente e interconectados, como se muestra en las figuras (a) y (b), respectivamente. Esta clasificación es fundamental, ya que distingue las espumas metálicas según sus aplicaciones. Las espumas metálicas de celda cerrada presentan una alta rigidez y se utilizan principalmente en aplicaciones estructurales. Por otro lado, las espumas de celda abierta se utilizan principalmente en aplicaciones funcionales, como intercambiadores de calor, debido a su gran superficie y su estructura porosa conectada internamente.

Por lo tanto, los métodos de procesamiento son los principales responsables depersonalización de espumas metálicasa sus aplicaciones por defiEnng su estructura anatómica o distribución de poros. Los métodos de procesamiento se clasifican generalmente en líquidos y sólidos. El procesamiento líquido es el más popular en la producción comercial debido a sus altas tasas de espumación y altos rendimientos. El proceso crea poros en metales líquidos o semisólidos mediante dos vías principales: espumación directa e indirecta. La espumación directa se puede lograr introduciendo un gas (aire, nitrógeno o argón) o sustancias secundarias como TiH₂, ZrH₂, MgH₂, CaCO₃, etc., directamente en la matriz metálica fundida. En ambos casos, se forman burbujas en la superficie de la masa fundida, que quedan atrapadas y enfriadas para crear vacíos.

Cuando se utiliza el método de espumado indirecto, el metal fundido no se espuma directamente; en su lugar, se utilizan ciertos precursores, como espumas poliméricas o partículas inorgánicas y esferas huecas de baja densidad, para moldear el metal fundido y formar una espuma. El procesamiento líquido, si bien permite la producción en masa de...espumas metálicasEn forma de lámina, carece de estabilidad y controlabilidad. Como resultado, es difícil producir formas casi netas. La diversidad de materiales que se pueden utilizar para formar espumas mediante este método también es muy limitada.

La espumación en estado sólido se define como un proceso de fabricación de espumas metálicas que mantiene la temperatura de procesamiento dentro del rango de temperatura de fusión del material base. Las espumas metálicas se preparan introduciendo el agente de soplado directamente en el metal sólido mezclado (porosidad intrínseca) o integrando el polvo metálico alrededor de una plantilla temporal pretratada con huecos (porosidad extrínseca). Si bien los procesos en estado sólido ofrecen un control más fiable, son costosos. Las industrias manufactureras actuales son muy críticas en la selección de productos para su fabricación.

Espumas metálicasSon un nuevo tipo de material poroso ligero que consiste en poros o huecos dentro de un metal sólido. Los poros se crean generalmente dentro del material base de forma incontrolada, siguiendo diferentes rutas de proceso para formar una estructura metálica porosa altamente aleatoria. La fracción de volumen de los poros resultantes es muy alta en comparación con el material base, lo que lo hace ligero. Además de su ligereza, el material ofrece otras propiedades estructurales excepcionales: una alta relación resistencia-peso y un excelente potencial de amortiguación de vibraciones y absorción de ruido. Para incorporar la espuma metálica en cualquier industria, debe estar estrechamente integrada con un proceso de fabricación fiable. Los metales espumados se caracterizan por su alta rigidez y baja resistencia a la tracción, y son propensos a fracturarse bajo carga. Por lo tanto, los procesos de fabricación convencionales no son adecuados para procesar la forma general de la fabricación de espuma metálica. Como resultado, se dificulta la adopción generalizada de las espumas metálicas. El método de procesamiento láser es un método que utiliza una fuente de calor precisa, un láser, para procesar el material en lugar de una carga mecánica.