Лазерна обработка на метална пяна

Металните пенопласти се категоризират впяна с отворени и затворени клетки. Пяните със затворени клетки имат мембрани, които разделят съседните клетки или кухини, докато пяните с отворени клетки имат мрежа от произволно разпределени кухини, които са свързани помежду си, както е показано съответно на фигури (a) и (b). Категоризацията по някакъв начин е много важна, тъй като разграничава металните пени според техните приложения. Металните пени със затворени клетки имат висока твърдост и се използват главно в структурни приложения. От друга страна, дунапрените с отворени клетки се използват главно във функционални приложения като топлообменници поради тяхната голяма повърхностна площ и вътрешно свързана пореста структура.

Следователно методите на обработка са отговорни основно заперсонализиране на метална пянакъм техните приложения чрез определяне на тяхната анатомична структура или разпределение на порите. Методите за обработка са широко категоризирани в течни и твърди процеси. Обработката на течности е най-популярната в търговското производство поради високите нива на пенообразуване и високите добиви. Процесът създава пори в течни или полутвърди метали по един от двата основни начина, директно и индиректно разпенване. Директното разпенване може да се осъществи чрез въвеждане на газ (въздух, азот или аргон) или чрез въвеждане на вторични вещества като TiH2, ZrH2, MgH2, CaCO3 и др. директно в матрицата на разтопения метал. И в двата случая на повърхността на стопилката се образуват мехурчета, които се улавят и охлаждат, за да създадат кухини.

Когато се използва индиректен метод на разпенване, разтопеният метал не се разпенва директно; вместо това се използват определени прекурсори като полимерна пяна или неорганични частици и кухи сфери с ниска плътност за изливане на разтопения метал в пяна. Течна обработка, като същевременно позволява масово производство наметални пенив листова форма, липсва стабилност и контролируемост. В резултат на това е трудно да се произвеждат почти мрежови форми. Разнообразието от материали, които могат да се използват за образуване на пяна по този метод, също е много ограничено.

Разпенването в твърдо състояние може да се дефинира като процес за производство на метална пяна, който поддържа температурата на обработка в рамките на температурния диапазон на топене на основния материал. Металните пени се приготвят или чрез въвеждане на разпенващ агент директно в смесения твърд метал (присъща порьозност) или чрез интегриране на металния прах около предварително обработен временен шаблон с празнини (външна порьозност). Въпреки че процесите в твърдо състояние са по-надеждно контролирани, те са скъпи. Настоящите производствени индустрии са много критични при избора на продукти за технологичност.

Метални пениса нов тип порест лек материал, състоящ се от пори или кухини в твърд метал. Порите обикновено се създават вътре в основния материал по неконтролиран начин, като се следват различни процеси, за да се образува силно рандомизирана пореста метална структура. Обемната част на получените пори е много висока в сравнение с основния материал, което прави материала лек. В допълнение към лекото си тегло, материалът предлага набор от други изключителни структурни свойства: високо съотношение на якост към тегло и отличен потенциал за поглъщане на вибрации и шум. За да се включи металната пяна във всяка индустрия, тя трябва да бъде тясно интегрирана с надежден производствен процес. Разпенените метали се характеризират с висока твърдост и ниска якост на опън и са склонни към счупване при натоварване. Следователно конвенционалните производствени процеси не са удобни за обработка на общата форма на производството на метална пяна. В резултат на това широкото приемане на метални пени е възпрепятствано. Методът на лазерна обработка е метод, който използва прецизен източник на топлина, лазер, за обработка на материала вместо механично натоварване.