Përpunimi me laser i shkumës së metalit

Shkumet metalike kategorizohen nëshkume me qeliza te hapura dhe me qeliza te mbyllura. Shkumet me qeliza të mbyllura kanë membrana që ndajnë qelizat ose zbrazëtitë fqinje, ndërsa shkumat me qeliza të hapura kanë një rrjet zbrazëtish të shpërndara rastësisht që janë të ndërlidhura siç tregohet në figurat (a) dhe (b), respektivisht. Kategorizimi është disi shumë i rëndësishëm pasi dallon shkumat metalike sipas aplikimit të tyre. Shkumet metalike me qeliza të mbyllura kanë ngurtësi të lartë dhe përdoren kryesisht në aplikime strukturore. Nga ana tjetër, shkumat me qeliza të hapura përdoren kryesisht në aplikime funksionale siç janë shkëmbyesit e nxehtësisë për shkak të sipërfaqes së tyre të madhe dhe strukturës poroze të lidhur nga brenda.

Prandaj, metodat e përpunimit janë kryesisht përgjegjëse përpersonalizimi i shkumeve metalikenë aplikimet e tyre duke përcaktuar strukturën e tyre anatomike ose shpërndarjen e poreve. Metodat e përpunimit ndahen gjerësisht në procese të lëngshme dhe të ngurta. Përpunimi i lëngshëm është më i popullarizuari në prodhimin komercial për shkak të shkallës së lartë të shkumëzimit dhe rendimentit të lartë. Procesi krijon pore në metale të lëngëta ose gjysmë të ngurta në njërën nga dy rrugët kryesore, shkumëzimin direkt dhe indirekt. Shkuma e drejtpërdrejtë mund të arrihet duke futur një gaz (ajër, azot ose argon) ose duke futur substanca dytësore si TiH2, ZrH2, MgH2, CaCO3, etj. drejtpërdrejt në matricën e metalit të shkrirë. Në të dyja rastet, flluska formohen në sipërfaqen e shkrirjes dhe ato bllokohen dhe ftohen për të krijuar zbrazëti.

Kur përdoret metoda e shkumëzimit indirekt, metali i shkrirë nuk shkumohet drejtpërdrejt; në vend të kësaj, disa pararendës të tillë si shkumë polimer ose grimca inorganike dhe sfera të zbrazëta me densitet të ulët përdoren për të hedhur metalin e shkrirë në shkumë. Përpunimi i lëngshëm, duke lejuar prodhimin masiv tëshkume metalikenë formë fletë, i mungon stabiliteti dhe kontrollueshmëria. Si rezultat, format afër rrjetës janë të vështira për t'u prodhuar. Shumëllojshmëria e materialeve që mund të përdoren për të formuar shkume me këtë metodë është gjithashtu shumë e kufizuar.

Shkuma në gjendje të ngurtë mund të përkufizohet si një proces për prodhimin e shkumave metalike që mban temperaturën e përpunimit brenda intervalit të temperaturës së shkrirjes së materialit bazë. Shkumet metalike përgatiten ose duke futur agjentin fryrës direkt në metalin e ngurtë të përzier (poroziteti i brendshëm) ose duke integruar pluhurin metalik rreth një shablloni të përkohshëm të para-trajtuar me zbrazëtira (poroziteti i jashtëm). Megjithëse proceset e gjendjes së ngurtë kontrollohen në mënyrë më të besueshme, ato janë të kushtueshme. Industritë aktuale të prodhimit janë shumë kritike në përzgjedhjen e produkteve për prodhimtari.

Shkuma metalikejanë një lloj i ri materiali poroz i lehtë i përbërë nga pore ose zbrazëtira brenda një metali të ngurtë. Poret zakonisht krijohen brenda materialit bazë në mënyrë të pakontrolluar, duke ndjekur rrugë të ndryshme procesi për të formuar një strukturë metalike poroze shumë të rastësishme. Pjesa vëllimore e poreve që rezultojnë është shumë e lartë në krahasim me materialin bazë, gjë që e bën materialin të lehtë. Përveç peshës së tij të lehtë, materiali ofron një sërë veçorish të tjera të jashtëzakonshme strukturore: një raport i lartë forcë-peshë dhe amortizimi i shkëlqyer i dridhjeve dhe potenciali i thithjes së zhurmës. Për të përfshirë shkumën metalike në çdo industri, ajo duhet të integrohet ngushtë me një proces të besueshëm prodhimi. Metalet e shkumëzuara karakterizohen nga ngurtësi e lartë dhe rezistencë e ulët në tërheqje dhe janë të prirur për thyerje nën ngarkesë. Prandaj, proceset konvencionale të prodhimit nuk janë të përshtatshme për përpunimin e formës së përgjithshme të prodhimit të shkumës metalike. Si rezultat, adoptimi i gjerë i shkumave metalike pengohet. Metoda e përpunimit me lazer është një metodë që përdor një burim të saktë nxehtësie, një lazer, për të përpunuar materialin në vend të një ngarkese mekanike.