1. Ülevaade pulbervormimisest
Pulbervormimine – tehnoloogia, mis tahkestab metalli- ja mittemetallipulbreid kokkupressimise ja paagutamise teel, on materjaliteaduses ülioluline. See hõlmab kahte peamist meetodit: pulbri sepistamine ja pulbri pihustamine. Pulbersepistamise eesmärk on metallvormi pulbriga täitmise ja surve rakendamisega valmistada väga-tugevaid osi. Pulberpihustamine, tuntud ka kui PIM, ja eriti metallipulbrite kasutamisel nimetatakse seda MIM-iks ehk metallipihustuseks. Selle tehnoloogia abil saab luua keerukaid, väikesemahulisi-kolme-mõõtmelisi struktuure, mis traditsiooniliste metallivormimismeetoditega on võimatud.
Metalli vormimisel valatakse pulber metallvormi ja pressitakse ühe käiguga stantsimispressiga kokku toote moodustamiseks. Seda meetodit piirab aga surumissuunaga risti asetsev piiratud pulbrivool, mis tekitab ainult kahemõõtmelisi tooteid. Seevastu pulberpihustamine parandab vormi ühtlust ja vormiõõnte täitmisvõimet, lisades orgaanilisi sideaineid. See toob aga kaasa ka selliseid probleeme nagu orgaanilised jäägid ja suur kokkutõmbumine paagutamise ajal, muutes mõõtmete täpsuse kontrolli keeruliseks.
Sellele vaatamata näitab pulberjoaga vormimine endiselt oma ainulaadseid eeliseid suure täpsusega{0}}komponentide tootmisel. Selle toorained, nagu roostevaba teras, Invar, kõrge-juhtivusega magnetilised niklisulamid, titaan ja ülikõvad sulamid, mis on küll suhteliselt kallid, võivad toota tooteid, mille kuju sobib ideaalselt vormiga ja sobib masstootmiseks. Lisaks saab pulbervormimist kasutada komposiitmaterjalide valmistamiseks, saavutades kokkusobimatute metallide sulatamise erinevate metallipulbrite segamise teel. Seetõttu kasutatakse pulbri vormimist materjaliteaduses üha laialdasemalt.
2. Pulbervormimise rakendused erinevates tööstusharudes
Lennundustööstus
Pulbervormimine mängib kosmosetööstuses üliolulist rolli. Lennunduse ja kosmosekomponentide ülikõrgete tugevus- ja täpsusnõuete tõttu suudab pulbervormimine oma ainulaadse protsessi ja materjali omadustega täita neid rangeid nõudeid. Täpsete pressimis- ja paagutamisprotsesside abil saab toota ülitugevaid ja ülitäpseid komponente, mis annavad tugeva garantii kosmosesõidukite ohutusele ja jõudlusele. Samal ajal võib pulbervormimine toota ka keerukaid kolmemõõtmelisi struktuure, mida on traditsiooniliste metallivormimismeetoditega raske saavutada, mis laiendab veelgi selle rakendusala kosmosevaldkonnas.
Elektroonikatööstus
Pulbervormimine demonstreerib ka oma ainulaadseid eeliseid elektroonikatööstuses. Kuna elektroonikatooted muutuvad järjest keerukamaks ja suure jõudlusega{1}}, muutuvad materjalidele esitatavad nõuded aina karmimaks. Pulbervormimise abil saab täppispressimise ja paagutamise abil toota ülitäpseid ja suure jõudlusega komponente, mis vastavad elektroonikatoodete erivajadustele, tagades nende stabiilsuse ja töökindluse. Lisaks pakub selle võime valmistada keerukaid kolmemõõtmelisi{6}}struktuure rohkem võimalusi uuenduslikuks elektrooniliseks tootekujunduseks.
Autotööstus
Pulbervormimisel on oluline roll ka autotööstuses. Autotööstuses on ranged nõuded materjali tugevuse, vastupidavuse ja kergekaalulisuse osas ning pulbervormimisel saab täppispressimise ja paagutamise abil toota komponente, mis vastavad nendele nõuetele. Lisaks pakuvad selle ainulaadsed kolme-mõõtmelise struktuuri valmistamise võimalused tugevat tuge uuenduslikule autodisainile.
Meditsiinitööstus
Pulbervormimine näitab oma ainulaadset väärtust ka meditsiinivaldkonnas. Roostevaba teras kui meditsiinitööstuse võtmematerjal on selle tugevuse ja korrosioonikindluse jaoks ülioluline. Pulbervormimine võimaldab täpselt valmistada roostevabast terasest komponente, mis vastavad meditsiinilistele nõuetele, pakkudes tugevat tuge meditsiiniseadmete innovatsioonile ja jõudluse parandamisele. Samal ajal annavad selle kolmemõõtmelise konstruktsiooni valmistamise võimalused rohkem võimalusi meditsiiniseadmete konstruktsiooni kavandamisse.
Roostevaba terase ja legeerterase roll pulbervormimisel
316L, 304 ja 17-4ph roostevaba terase pulbrid, samuti Fe-Si ja Fe{5}}Si{-Cr pehme magnetilise materjali pulbrid, madala-legeerterase ja tööriistaterase spetsiaalsed pulbrid, nagu Fe-2Ni ja Allo{2i, 2Ni ja Allo{2y 42CrMo4 ja M2 kasutatakse laialdaselt innovatsiooniks ja jõudluse parandamiseks meditsiinitööstuses. Lisaks toovad suure jõudlusega materjalipulbrid, nagu titaanisulamid TC4 ja TA1 ning niklipõhised sulamid Inconel 625, Inconel 718, GH3536 ja GH4099, meditsiiniseadmete konstruktsioonidesse rohkem võimalusi. Pakume erinevate spetsifikatsioonidega roostevabast terasest pulbreid vahemikus 0-25μm kuni 0-45μm, et rahuldada meditsiinitööstuse erinevaid vajadusi. Tänu oma suurepärasele korrosioonikindlusele, kõrge temperatuurikindlusele, kulumiskindlusele, roomamiskindlusele ja suurepärasele välimusele on roostevaba teras ja legeerteras muutunud paljudes tööstusharudes eelistatud materjalideks. Nende kõrge vormimistugevuse omadused vastavad ka suurte 3D-prinditud osade kõrgetele standardimisnõuetele. Sel põhjusel mängivad roostevaba terase pulber ja hallitusterase pulber otsustavat rolli paljudes valdkondades, nagu lennundus, meditsiiniseadmete tootmine, autotootmine ja vormide tootmine. Lisaks kasutatakse pihustamisel ja keevitamisel laialdaselt ka sfäärilist roostevaba terase pulbrit ja legeerterasest pulbrit.