Ласерска обрада металне пене

Металне пене су категорисане упене са отвореним и затвореним ћелијама. Пене са затвореним ћелијама имају мембране које раздвајају суседне ћелије или шупљине, док пене са отвореним ћелијама имају мрежу насумично распоређених шупљина које су међусобно повезане као што је приказано на сликама (а) и (б), респективно. Категоризација је некако веома важна јер разликује металне пене према њиховој примени. Металне пене са затвореним ћелијама имају високу крутост и углавном се користе у конструкцијским апликацијама. С друге стране, пене са отвореним ћелијама се углавном користе у функционалним апликацијама као што су измењивачи топлоте због своје велике површине и унутрашње повезане порозне структуре.

Стога су методе обраде углавном одговорне заприлагођавање металних пенана њихове примене дефинисањем њихове анатомске структуре или расподеле пора. Методе обраде су широко категорисане у течне и чврсте процесе. Прерада течности је најпопуларнија у комерцијалној производњи због високе стопе пене и високих приноса. Процес ствара поре у течним или получврстим металима на било који од два главна пута, директно и индиректно пењење. Директно пењење се може постићи увођењем гаса (ваздуха, азота или аргона) или увођењем секундарних супстанци као што су ТиХ2, ЗрХ2, МгХ2, ЦаЦО3, итд. директно у матрицу растопљеног метала. У оба случаја, мехурићи се формирају на површини растопа и они се заробљавају и хладе да би створили празнине.

Када се користи метода индиректног пењења, растопљени метал се не пени директно; уместо тога, одређени прекурсори као што су полимерне пене или неорганске честице и шупље сфере мале густине се користе за ливење растопљеног метала у пену. Течна обрада, уз омогућавање масовне производњеметалне пенеу облику листова, недостаје му стабилност и управљивост. Као резултат тога, тешко је произвести облике близу мреже. Разноврсност материјала који се могу користити за формирање пене овом методом је такође веома ограничена.

Пењење у чврстом стању може се дефинисати као процес производње металне пене који одржава температуру обраде у опсегу температуре топљења основног материјала. Металне пене се припремају или увођењем агенса за дување директно у мешани чврсти метал (унутрашња порозност) или интеграцијом металног праха око претходно обрађеног привременог шаблона са шупљинама (спољна порозност). Иако се процеси у чврстом стању поузданије контролишу, они су скупи. Садашње производне индустрије су веома критичне у избору производа за производност.

Металне пенесу нови тип порозног лаганог материјала који се састоји од пора или шупљина унутар чврстог метала. Поре се обично стварају унутар основног материјала на неконтролисан начин, пратећи различите процесне руте да би се формирала високо рандомизована порозна метална структура. Запремински удео резултујућих пора је веома висок у поређењу са основним материјалом, што материјал чини лаганим. Поред своје мале тежине, материјал нуди низ других изванредних структуралних својстава: висок однос чврстоће и тежине и одлично пригушивање вибрација и потенцијал апсорпције буке. Да би се метална пена уградила у било коју индустрију, она мора бити блиско интегрисана са поузданим производним процесом. Пенасти метали се одликују великом крутошћу и малом затезном чврстоћом и склони су ломљењу под оптерећењем. Стога, конвенционални производни процеси нису погодни за обраду општег облика производње металне пене. Као резултат тога, отежано је широко усвајање металне пене. Метода ласерске обраде је метода која користи прецизан извор топлоте, ласер, за обраду материјала уместо механичког оптерећења.