Traitement laser de la mousse métallique

MétalLes mousses acryliques sont classées enmousses à cellules ouvertes et à cellules ferméesLes mousses à cellules fermées possèdent des membranes qui séparent les cellules voisines ou les vides, tandis que les mousses à cellules ouvertes présentent un réseau de vides répartis aléatoirement et interconnectés, comme illustré respectivement aux figures (a) et (b). Cette catégorisation est essentielle car elle permet de distinguer les mousses métalliques selon leurs applications. Les mousses métalliques à cellules fermées présentent une rigidité élevée et sont principalement utilisées dans les applications structurelles. En revanche, les mousses à cellules ouvertes sont principalement utilisées dans des applications fonctionnelles telles que les échangeurs de chaleur, en raison de leur grande surface et de leur structure poreuse connectée en interne.

Par conséquent, les méthodes de traitement sont principalement responsables depersonnalisation des mousses métalliquesà leurs applications par defiDansSelon leur structure anatomique ou leur distribution poreuse, les procédés de fabrication sont généralement classés en procédés liquides et solides. Le procédé liquide est le plus répandu en production commerciale en raison de ses taux de moussage et de ses rendements élevés. Ce procédé crée des pores dans les métaux liquides ou semi-solides par deux voies principales : le moussage direct et le moussage indirect. Le moussage direct peut être réalisé par introduction d'un gaz (air, azote ou argon) ou de substances secondaires telles que TiH₂, ZrH₂, MgH₂, CaCO₂, etc., directement dans la matrice métallique en fusion. Dans les deux cas, des bulles se forment à la surface du métal fondu, puis sont piégées et refroidies pour créer des vides.

Lors de l'utilisation de la méthode de moussage indirect, le métal en fusion n'est pas directement moussé ; certains précurseurs, tels que des mousses polymères, des particules inorganiques et des sphères creuses de faible densité, sont utilisés pour couler le métal en fusion en une mousse. Le traitement liquide, tout en permettant la production en série,mousses métalliquesSous forme de feuille, elle manque de stabilité et de contrôlabilité. Par conséquent, les formes quasi nettes sont difficiles à produire. La diversité des matériaux utilisables pour former des mousses par cette méthode est également très limitée.

Le moussage à l'état solide peut être défini comme un procédé de fabrication de mousses métalliques qui maintient la température de traitement dans la plage de température de fusion du matériau de base. Les mousses métalliques sont préparées soit en introduisant l'agent gonflant directement dans le métal solide mélangé (porosité intrinsèque), soit en intégrant la poudre métallique autour d'un gabarit temporaire prétraité et comportant des vides (porosité extrinsèque). Bien que les procédés à l'état solide soient plus fiables, ils sont coûteux. Les industries manufacturières actuelles sont très critiques quant à la sélection des produits en termes de fabricabilité.

Mousses métalliquesIl s'agit d'un nouveau type de matériau léger et poreux, constitué de pores ou de vides au sein d'un métal solide. Les pores sont généralement créés de manière incontrôlée à l'intérieur du matériau de base, selon différents procédés, pour former une structure métallique poreuse hautement randomisée. La fraction volumique des pores obtenus est très élevée par rapport au matériau de base, ce qui confère au matériau sa légèreté. Outre sa légèreté, ce matériau offre d'autres propriétés structurelles exceptionnelles : un rapport résistance/poids élevé et un excellent potentiel d'amortissement des vibrations et du bruit. L'intégration de la mousse métallique dans n'importe quel secteur industriel nécessite une intégration étroite avec un procédé de fabrication fiable. Les métaux expansés se caractérisent par une rigidité élevée et une faible résistance à la traction, et sont sujets à la rupture sous charge. Par conséquent, les procédés de fabrication conventionnels ne sont pas adaptés à la mise en forme générale des mousses métalliques, ce qui freine leur adoption généralisée. Le traitement laser utilise une source de chaleur précise, un laser, pour traiter le matériau plutôt qu'une charge mécanique.