مسحوق النحاس الكروي والتصنيع الإضافي

مقدمة

مسحوق النحاس الكروي هو المادة السائدة المستخدمة في طرق التصنيع الحالية. يمنع شكلها الكروي تدفق التحريك أثناء عملية التصنيع. سوف ندرس تحديات النحاس، وعمليات تصنيع الأجزاء، والاستخدامات اليومية للصناعة.

تحديات تصنيع النحاس النقي

يتمتع النحاس النقي بموصلية حرارية وكهربائية عالية. ومع ذلك، فإن العمل مع النحاس النقي ليس بالأمر السهل. فالمادة لها انعكاسية عالية وموصلية حرارية عالية، وتبديد الحرارة سريع للغاية. وفي عملية اللحام أو المعالجة بالليزر، يمكن أن تنتقل الطاقة إلى البيئة المحيطة. وهذا يجعل من الصعب الحفاظ على تجمع ذوبان موحد. يتأكسد النحاس أيضًا بسرعة كبيرة. وهذا له آثار على الجودة النهائية للأجزاء. المعادن الأخرى ليست دائمًا عرضة لهذه المشاكل. التحدي الثاني هو كثافة النحاس. يجب إنتاج الجسيمات الكروية بعناية. تخلق طرق الانحلال التقليدية في بعض الأحيان أشكال جسيمات ممدودة وشوائب. ويؤدي أدنى انحراف في شكل الجسيمات إلى سلوك غير متوقع أثناء تكوين الطبقة. وتعد مراقبة الجودة المتكررة ضرورية لضمان استيفاء المسحوق للمعايير الصارمة. وتضغط هذه التحديات على المهندسين لتطوير تقنيات ومعدات لتنفيذ النحاس في التصنيع الإضافي على أفضل وجه.

تقنيات التصنيع المضافة لمسحوق النحاس

هناك تقنيات مختلفة للتصنيع المضاف. ويعد اندماج طبقة المسحوق بالليزر أحدها. في هذه التقنية، يتم التحكم في شعاع الليزر بدقة لصهر كل طبقة نحاس. يسمح الشكل الكروي بنشر المسحوق بالتساوي في السرير. وتتميز الأجزاء المصنعة بكثافة وتجانس محسّنين.

الصهر بالحزمة الإلكترونية هي تقنية أخرى تُستخدم مع النحاس. وهي تستخدم شعاع الإلكترون بدلاً من الليزر كمصدر للطاقة. وهو مفيد في ظروف التفريغ ويمكن أن يقلل من الأكسدة.

الانحلال الغازي هو طريقة أخرى شائعة لإنتاج مسحوق النحاس الكروي. في هذه العملية، يتم دفع النحاس المنصهر من خلال فوهة وتكسيره إلى قطرات بواسطة غاز عالي الضغط. وعند تبريدها، تشكل هذه القطرات كريات مثالية تقريبًا. وتتراوح أحجام الجسيمات النموذجية بين 20 و100 ميكرون.

يعتمد اختيار العملية على المنتج النهائي. يجب التحكم في معلمات العملية في جميع الحالات بعناية للحصول على نتيجة مستقرة وقابلة للتكرار.

تطبيقات مسحوق النحاس الكروي في التصنيع الإضافي

هناك العديد من الاستخدامات الصناعية لمسحوق النحاس الكروي.

وبسبب الموصلية الحرارية والكهربائية العالية للنحاس، يمكن استخدامه حيثما كانت الموصلية الكهربائية أو الحرارية العالية مطلوبة. على سبيل المثال، يتم الاستفادة من المكونات المستخدمة في المبادلات الحرارية والأغلفة الإلكترونية من خلال التوصيل الحراري للنحاس. وتعزز المكونات القائمة على النحاس التي تحل محل المعادن الأخرى أداء غالبية الحالات الصناعية. في صناعات الطيران، تعمل المكونات النحاسية على تنظيم الأحمال الحرارية العالية على المحركات التوربينية. ويحظى النحاس، في الغرسات الطبية، بالتقدير لقوته وتوافقه الحيوي بعد خلطه مع معادن أخرى. وأثبتت نتائج العديد من التجارب الصناعية أن الأجزاء المصنوعة باستخدام مسحوق النحاس تحقق كثافة تصل إلى 98%، مما يجعلها تقريباً بنفس مرونة النحاس المطاوع.

ومن الاستخدامات الأخرى استخدام النحاس في مكونات السيارات. يمكن إنتاج المكونات المستخدمة في تبريد المحرك بدقة عالية باستخدام التصنيع الإضافي. ويضمن الحجم الكروي للجسيمات تجنب تكوين روابط ضعيفة في المناطق الحرجة. وقد أكدت الأبحاث التي أُجريت في إطار الاختبارات أن الأجزاء المصنوعة باستخدام مسحوق النحاس الكروي تتمتع بمسامية أقل وخصائص ميكانيكية أفضل. وتؤكد النتائج التحول إلى التصنيع الإضافي في معظم الصناعات. وتعد الاستخدامات في العالم الحقيقي تأكيدًا على أن المعالجة المثالية لمسحوق النحاس يمكن أن تتغلب على عقبات الإنتاج التقليدية.

الخلاصة

يتمتعمسحوق النحاس الكروي بإمكانيات ممتازة في التصنيع الإضافي. يُستخدم النحاس في مختلف الصناعات في التطبيقات الكهربائية والحرارية والهيكلية.

الأسئلة المتداولة

س: ما هي أقطار الجسيمات الشائعة لمسحوق النحاس الكروي؟

س: تتراوح عادةً من 20 إلى 100 ميكرون.

و: كيف يساهم مسحوق النحاس في التصنيع المضاف؟

س: يسهّل شكله المستدير التدفق الحر والطبقات المتساوية.

س: و: لماذا يصعب التعامل مع النحاس النقي في التصنيع؟

س: إن التحكم ضروري بسبب الموصلية الحرارية العالية والأكسدة السريعة.