New insights into the mechanism of ultrasonic atomization for the production of metal powders in additive manufacturing
Przełomowe badania nad ultradźwiękową atomizacją we współpracy z AMAZEMET – spin-offem Politechniki Warszawskiej
Ultradźwiękowa atomizacja to technologia, która może zrewolucjonizować produkcję proszków metalowych, kluczowych dla druku 3D. Precyzyjna kontrola rozmiaru i kształtu cząstek ma ogromne znaczenie dla jakości finalnych komponentów, a nasze badania otwierają nowe możliwości w tej dziedzinie.
W ramach eksperymentu połączyliśmy przetwornik ultradźwiękowy z płytką z kompozytu węglowego, badając atomizację kropel i cienkich warstw cieczy pod wpływem różnych parametrów ultradźwięków.
Naukowy przełom: obserwacja w czasie rzeczywistym
Za pomocą szybkiej kamery optycznej i ultraszybkiego obrazowania synchrotronowego rentgenowskiego, udało się po raz pierwszy zarejestrować zjawisko kawitacji w trakcie atomizacji statycznych kropli oraz warstw cieczy. Zjawiska kawitacyjne wpływały na fale kapilarne, przebijając granicę międzyfazową i rozbijając ciecz na mgłę atomizowaną – a mechanizm ten okazał się kluczowy dla precyzji i efektywności atomizacji.
Kuliste cząstki – przyszłość druku 3D
Podczas atomizacji ciekłego aluminium osiągnęliśmy kuliste cząstki o sferycznej morfologii. Eksperymenty wykazały, że zmniejszenie amplitudy drgań pozwala na precyzyjną kontrolę rozmiaru cząstek, co otwiera drogę do produkcji proszków najwyższej jakości.
Badania, realizowane w międzynarodowym zespole i współpracy z AMAZEMET – spin-offem Politechniki Warszawskiej, podkreślają potencjał tej technologii jako przełomu w produkcji proszków metalowych. Odkrycie kluczowej roli kawitacji w procesie atomizacji toruje drogę do nowych strategii przetwarzania, które mogą zrewolucjonizować przemysł druku 3D i produkcję zaawansowanych materiałów.
Artykuł:
Additive Manufacturing
Autorzy z PW:
Tomasz Choma, Łukasz Żrodowski
Dyscyplina:
Rok wydania: