Metallvahu töötlemine laseriga

Metallvahud liigitatakse järgmistesse kategooriasseavatud ja suletud rakuga vahud. Suletud rakuga vahtudel on membraanid, mis eraldavad naaberrakke või tühimikke, samas kui avatud rakuga vahtudel on juhuslikult jaotatud tühimike võrgustik, mis on omavahel ühendatud, nagu on näidatud vastavalt joonistel (a) ja (b). Kategoriseerimine on millegipärast väga oluline, kuna see eristab metallvahtu vastavalt nende kasutusaladele. Suletud rakuga metallvahud on suure jäikusega ja neid kasutatakse peamiselt konstruktsioonilistes rakendustes. Teisest küljest kasutatakse avatud rakuga vahtu nende suure pindala ja sisemiselt ühendatud poorse struktuuri tõttu peamiselt funktsionaalsetes rakendustes, näiteks soojusvahetites.

Seetõttu vastutavad peamiselt töötlemismeetodidmetallvahtude kohandaminenende anatoomilise struktuuri või pooride jaotuse määratlemisega. Töötlemismeetodid jagunevad laias laastus vedelateks ja tahketeks protsessideks. Vedelik töötlemine on kaubanduslikus tootmises kõige populaarsem kõrge vahutamise ja suure saagise tõttu. Protsess tekitab vedelates või pooltahketes metallides poorid kahel peamisel viisil, otsese ja kaudse vahutamise teel. Otsene vahustamine võib toimuda gaasi (õhk, lämmastik või argoon) või sekundaarsete ainete, nagu TiH2, ZrH2, MgH2, CaCO3 jne, sisestamisega otse sulametalli maatriksisse. Mõlemal juhul tekivad sulandi pinnale mullid ning need püütakse kinni ja jahutatakse tühimike tekitamiseks.

Kaudse vahustamismeetodi kasutamisel sulametalli otseselt ei vahutata; selle asemel kasutatakse sulametalli vahuks valamiseks teatud lähteaineid, nagu polümeervahud või anorgaanilised osakesed ja madala tihedusega õõnsad kerad. Vedel töötlemine, võimaldades samal ajal masstootmistmetallvahudlehe kujul, puudub stabiilsus ja juhitavus. Seetõttu on võrgulähedasi kujundeid raske toota. Selle meetodiga vahtude moodustamiseks kasutatavate materjalide mitmekesisus on samuti väga piiratud.

Tahkisvahutamist võib määratleda kui metallvahtude valmistamise protsessi, mis hoiab töötlemistemperatuuri alusmaterjali sulamistemperatuuri vahemikus. Metallvahud valmistatakse kas puhumisaine sisestamisega otse segatud tahkesse metalli (sisemine poorsus) või integreerides metallipulbri ümber eelnevalt töödeldud ajutise tühikutega malli (välimine poorsus). Kuigi tahkisprotsesse juhitakse usaldusväärsemalt, on need kulukad. Praegused tootmistööstused on valmistatavuse jaoks toodete valimisel väga kriitilised.

Metallvahudon uut tüüpi poorsed kerged materjalid, mis koosnevad pooridest või tühikutest tahkes metallis. Poorid tekivad tavaliselt alusmaterjali sees kontrollimatult, järgides erinevaid protsessimarsruute, et moodustada väga randomiseeritud poorne metallstruktuur. Saadud pooride mahuosa on alusmaterjaliga võrreldes väga suur, mistõttu on materjal kerge. Lisaks kergele kaalule pakub materjal mitmeid muid silmapaistvaid struktuurseid omadusi: kõrge tugevuse ja kaalu suhe ning suurepärane vibratsioonisummutus ja mürasummutusvõime. Metallvahu kasutamiseks mis tahes tööstuses peab see olema tihedalt integreeritud usaldusväärse tootmisprotsessiga. Vahustatud metallidele on iseloomulik suur jäikus ja madal tõmbetugevus ning need võivad koormuse all puruneda. Seetõttu ei ole tavapärased tootmisprotsessid metallvahu valmistamise üldkuju töötlemiseks mugavad. Selle tulemusena on metallivahtude laialdane kasutuselevõtt takistatud. Lasertöötlusmeetod on meetod, mis kasutab materjali töötlemiseks mehaanilise koormuse asemel täpset soojusallikat, laserit.