धातु फोम का लेजर प्रसंस्करण

धातुएलआईसी फोम को निम्न श्रेणियों में वर्गीकृत किया गया हैखुले-कोशिका और बंद-कोशिका फोमबंद-कोशिका फोम में झिल्ली होती है जो पड़ोसी कोशिकाओं या रिक्तियों को अलग करती है, जबकि खुले-कोशिका फोम में बेतरतीब ढंग से वितरित रिक्तियों का एक नेटवर्क होता है जो क्रमशः चित्र (ए) और (बी) में दिखाए गए अनुसार आपस में जुड़े होते हैं। वर्गीकरण किसी तरह बहुत महत्वपूर्ण है क्योंकि यह धातु फोम को उनके अनुप्रयोगों के अनुसार अलग करता है। बंद-कोशिका धातु फोम में उच्च कठोरता होती है और मुख्य रूप से संरचनात्मक अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है। दूसरी ओर, खुले-कोशिका फोम का उपयोग मुख्य रूप से उनके बड़े सतह क्षेत्र और आंतरिक रूप से जुड़े छिद्रपूर्ण संरचना के कारण हीट एक्सचेंजर्स जैसे कार्यात्मक अनुप्रयोगों में किया जाता है।

इसलिए, प्रसंस्करण विधियाँ मुख्य रूप से जिम्मेदार हैंधातु फोम को अनुकूलित करनाउनके अनुप्रयोगों को परिभाषित करकेमेंउनकी शारीरिक संरचना या छिद्र वितरण में। प्रसंस्करण विधियों को मोटे तौर पर तरल और ठोस प्रक्रियाओं में वर्गीकृत किया जाता है। उच्च फोमिंग दरों और उच्च पैदावार के कारण व्यावसायिक उत्पादन में तरल प्रसंस्करण सबसे लोकप्रिय है। यह प्रक्रिया दो मुख्य मार्गों, प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष फोमिंग में से किसी एक द्वारा तरल या अर्ध-ठोस धातुओं में छिद्र बनाती है। प्रत्यक्ष फोमिंग को गैस (वायु, नाइट्रोजन, या आर्गन) को पेश करके या TiH2, ZrH2, MgH2, CaCO3, आदि जैसे द्वितीयक पदार्थों को सीधे पिघले हुए धातु मैट्रिक्स में पेश करके पूरा किया जा सकता है। दोनों ही मामलों में, पिघली हुई सतह पर बुलबुले बनते हैं और उन्हें फंसाया जाता है और शून्य बनाने के लिए ठंडा किया जाता है।

जब अप्रत्यक्ष फोमिंग विधि का उपयोग किया जाता है, तो पिघली हुई धातु को सीधे फोम नहीं बनाया जाता है; इसके बजाय, पिघली हुई धातु को फोम में ढालने के लिए पॉलिमर फोम या अकार्बनिक कणों और कम घनत्व वाले खोखले गोले जैसे कुछ पूर्ववर्तियों का उपयोग किया जाता है। तरल प्रसंस्करण, जबकि बड़े पैमाने पर उत्पादन की अनुमति देता हैधातु फोमशीट के रूप में, स्थिरता और नियंत्रण की कमी होती है। नतीजतन, निकट नेट आकार बनाना मुश्किल होता है। इस विधि से फोम बनाने के लिए इस्तेमाल की जा सकने वाली सामग्रियों की विविधता भी बहुत सीमित है।

सॉलिड-स्टेट फोमिंग को धातु फोम के निर्माण की एक प्रक्रिया के रूप में परिभाषित किया जा सकता है जो प्रसंस्करण तापमान को आधार सामग्री के पिघलने के तापमान सीमा के भीतर रखता है। धातु फोम या तो मिश्रित ठोस धातु (आंतरिक छिद्र) में सीधे ब्लोइंग एजेंट को पेश करके या रिक्तियों (बाहरी छिद्र) के साथ पूर्व-उपचारित अस्थायी टेम्पलेट के चारों ओर धातु पाउडर को एकीकृत करके तैयार किया जाता है। हालाँकि सॉलिड-स्टेट प्रक्रियाएँ अधिक विश्वसनीय रूप से नियंत्रित होती हैं, लेकिन वे महंगी होती हैं। विनिर्माण क्षमता के लिए उत्पादों का चयन करने में वर्तमान विनिर्माण उद्योग बहुत महत्वपूर्ण हैं।

धातु फोमएक नए प्रकार की छिद्रपूर्ण हल्की सामग्री है जिसमें ठोस धातु के भीतर छिद्र या रिक्त स्थान होते हैं। छिद्र आमतौर पर आधार सामग्री के अंदर एक अनियंत्रित तरीके से बनाए जाते हैं, जो एक अत्यधिक यादृच्छिक छिद्रपूर्ण धातु संरचना बनाने के लिए विभिन्न प्रक्रिया मार्गों का अनुसरण करते हैं। परिणामी छिद्रों का आयतन अंश आधार सामग्री की तुलना में बहुत अधिक है, जो सामग्री को हल्का बनाता है। अपने हल्के वजन के अलावा, सामग्री अन्य उत्कृष्ट संरचनात्मक गुणों की एक श्रृंखला प्रदान करती है: एक उच्च शक्ति-से-वजन अनुपात और उत्कृष्ट कंपन भिगोना और शोर अवशोषण क्षमता। किसी भी उद्योग में धातु फोम को शामिल करने के लिए, इसे एक विश्वसनीय विनिर्माण प्रक्रिया के साथ बारीकी से एकीकृत किया जाना चाहिए। फोमयुक्त धातुओं की विशेषता उच्च कठोरता और कम तन्य शक्ति होती है और भार के तहत फ्रैक्चर होने का खतरा होता है। इसलिए, पारंपरिक विनिर्माण प्रक्रियाएं धातु फोम निर्माण के सामान्य आकार को संसाधित करने के लिए सुविधाजनक नहीं हैं। परिणामस्वरूप, धातु फोम को व्यापक रूप से अपनाना बाधित है। लेजर प्रसंस्करण विधि एक ऐसी विधि है जो यांत्रिक भार के बजाय सामग्री को संसाधित करने के लिए एक सटीक ताप स्रोत, एक लेजर का उपयोग करती है।