A atomização PSI otimiza o pó de alumínio para impressão 3D

29 de setembro de 2022

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A Phoenix Scientific Industries (PSI), Hailsham, East Sussex, Reino Unido, relatou uma demanda crescente por seus sistemas de atomização avançados usados ​​para processar alumínio. Por meio de sua linha de atomizadores HERMIGA, a PSI fornece aos clientes equipamentos com classificação ATEX para produzir pós esféricos de alumínio de alta qualidade. A distribuição do tamanho da partícula pode ser ajustada para se adequar ao usuário final, alcançando altos rendimentos – inclusive na extremidade mais fina da faixa para aplicações, como a Manufatura Aditiva de Laser Beam Powder Bed Fusion (PBF-LB). O portfólio HERMIGA varia de P&D a sistemas de escala de produção de alta capacidade e é oferecido nos modos de derramamento em lote e contínuo. Isso é complementado pelas atividades de desenvolvimento da Metalurgia do Pó da PSI e pela tecnologia de pós-produção de processamento de pó.

O alumínio é um metal reativo de baixa densidade com afinidade pelo oxigênio, explica PSI. No mundo natural, é encontrado na forma de compostos, sendo a bauxita (principalmente óxido de alumínio) a matéria-prima mais comum para a produção de alumínio metálico puro (um processo intensivo em energia que requer redução eletrolítica). Como um metal reativo, o alumínio é inflamável e potencialmente combustível. Certas reações químicas também liberam gases inflamáveis ​​(por exemplo, 2Al + 3H2O = Al203 + H2). Exposto ao ar, o alumínio formará prontamente uma camada de óxido estável e, uma vez revestidas, as peças a granel são comumente usadas em muitas aplicações diárias.

Na forma de pó, no entanto, o fator de risco aumenta devido ao aumento da área de superfície e o potencial de combustão é amplamente reconhecido. As próprias propriedades que podem representar desafios de produção e manuseio também podem tornar os pós de alumínio muito úteis para uma ampla gama de aplicações, incluindo revestimentos de pulverização térmica, produção de tintas, manufatura aditiva, catalisadores, propulsores sólidos, fogos de artifício e explosivos, entre outros.

O crescimento da Manufatura Aditiva promoveu o desenvolvimento de novas composições particularmente adequadas às características únicas de fusão e solidificação dos processos AM por feixe de elétrons e laser. Muitas dessas ligas contêm elementos reativos – como as terras raras Ti e Zr – e requerem técnicas de fusão e atomização limpas a vácuo/gás inerte fornecidas nos atomizadores em escala de produção HERMIGA da Série 120 da PSI. Um desses atomizadores foi recentemente instalado nas instalações de pó de metal da IRT M2P em Uckange, França. A instalação enfrentou alguns desafios, explicou PSI, com o maior dos componentes do atomizador sendo instalado através do telhado para caber em um prédio alto existente com uma pegada restrita.

A PSI informa que também trabalhou no desenvolvimento da liga de alumínio A20X™ para Manufatura Aditiva. Esta liga tem uma resistência particularmente boa em altas temperaturas devido aos efeitos de endurecimento por dispersão de seu conteúdo de TiB2 e foi desenvolvida por meio do NATEP financiado por 'AltoSprecisarAde luzP projeto de produção de aditivos (HIGHSAP). O consórcio reuniu Aeromet (principal parceiro), PSI, Renishaw e Rolls Royce para otimizar o pó A20X produzido por atomização para obter as propriedades mais adequadas para atender aos requisitos de produção AM para aplicações aeroespaciais, de defesa e automotivas. Usando pós produzidos por PSI, o consórcio fabricou aditivamente amostras e componentes de teste mecânico. Por meio da experiência e capacidades combinadas do consórcio, as seguintes propriedades de temperatura ambiente foram alcançadas; resistência máxima de 511 MPa, resistência ao escoamento de 440 MPa e alongamento de 13% (testes de temperatura elevada também foram conduzidos). O pó AT20X já está disponível comercialmente.

Nos últimos quatro anos, a PSI entrou no campo da tecnologia de leito fluidizado. FBRs são extremamente versáteis no processamento de pós, tanto metálicos quanto não. As aplicações incluem tratamentos térmicos, reações químicas e revestimento por deposição química de vapor (CVD) de pós a granel que podem ser dimensionados para volumes comercialmente atraentes. As características de transferência de massa e calor de um leito fluidizado os tornam especialmente adequados para processamento em temperatura elevada, enquanto a pressão pode ser facilmente ajustada para otimizar a saída.