積層造形用金属粉末アトマイズ

粉末アトマイズプラントには、誘導炉、アトマイズユニット、サイクロンが含まれます。不活性雰囲気で全工程が行われるように設計されています。これにより、温度測定、サンプリング、材料供給が雰囲気の変化を引き起こすことなく行われます。溶解手順は、容器内の真空雰囲気下で投入材料が炉内で溶解されることから始まります。溶解後、過熱温度に達した液体金属は、予熱されたタンディッシュに注がれます。アトマイズノズルはタンディッシュの下に配置されます。溶融金属はいわゆるクローズド・カップリング・ノズルを通り、不活性ガスによってアトマイズタワーでアトマイズされます。そこから得られた粉末はサイクロンユニットに運ばれ、不活性ガスから分離されて容器に集められます。その後、金属粉末はそれぞれの用途に合わせて選別されます。

当社が新たに開発した連続生産方式では、2基の大型真空誘導溶解（VIM）炉で連続的に溶融金属を保持し、ノズルから順次アトマイズします。ノズルは運転中に交換することができます。溶解は従来のVIGAプロセスと同様に真空下で行われます。純粋なスクラップを原料として使用するVIM手法に加えて、この新しい方式では既存の溶融金属を供給することも可能です。通常のスクラップを原料とする冶金手法も可能です。

アンチサテライトシステムを粉末アトマイズプラントのモジュールユニットとして使用することにより、サテライトの形成が大幅に削減されます。サテライトは、より大きな粒子に付着する小さな粒子であり、望ましくない粒子欠陥となります。アンチサテライト技術では、外側のガスフローを生成し、アトマイズタワーの上方から吹きつけます。これにより、プロセスチャンバー内に上から下への二次的なガスフローができ、プロセスチャンバー内での微粒子の上昇が抑制されます。アンチサテライトシステムを使用しない場合、凝固した微粒子はタワーとスプレーコーンの間のデッドエリアの再循環の流れに取り込まれてしまいます。上昇した粒子はアトマイズゾーンに引き込まれ、より大きな凝固粒子に付着してサテライトを形成してしまいます。

SMS groupはVIGAプラントのオプションとしてホットガスシステムを提供しています。ホットガスシステムは、予め加熱された不活性ガスによるアトマイズを可能にします。アルゴンの場合、ガスはホットガスシステムによって450℃まで加熱することができます。より高いガス温度でのアトマイズは、プロセスと製品品質の面でいくつかの利点をもたらします。高温ガスを使用することで、微粒子の歩留まりが向上します。予熱ガスは粒子の冷却速度を低下させ、粒子がより微細な粒子に分解される時間を長くします。さらに、ホットガスシステムでは、ガスと溶融金属の温度差が小さくなるため、プロセスの安定性が向上します。