במאמר הקודם, TOPTITECH הציגה את שני השלבים הראשונים של ייצור אלמנטי מסנן מחוטאים מפלדת אל חלד: הכנת חומרי גלם ודפוס.
במאמר זה, נמשיך לחקור את שלושת השלבים האחרונים של סינת אבקת נירוסטה:
שלב 3: סינטרה - השינוי והלידה מחדש של המיקרו-מבנה
סינטרה היא השלב הטרנספורמטיבי שנותן לפילטר את תכונותיו הסופיות. הגוף הירוק ממוקם בוואקום מבוקר במדויק או באטמוספירה מגוננת (למשל, מימן) תנור סינטר.
אזור טמפרטורה-נמוך (≈300-600 מעלות ): קלסרים (אם מוסיפים) מתנדפים או מפורקים.
אזור טמפרטורה- בינוני (≈600-1000 מעלות): תחמוצות על משטחי חלקיקי האבקה מופחתות, והפעילות האטומית מתחילה לעלות.
אזור סינטר-בטמפרטורה גבוהה (≈1100-1350 מעלות ): בשלב קריטי זה, דיפוזיה אטומית בנקודות המגע בין חלקיקי אבקה יוצרת "צווארי ליטוש". הקשר בין חלקיקים עובר ממגע פיזי ראשוני להתקשרות מתכתית. המרחק בין מרכזי החלקיקים יורד, אך הצטמקות הנפח הכוללת נשלטת.
| שלב התהליך | טווח טמפרטורה | אירוע מפתח | מגמת נקבוביות | מגמת כוח | פיתוח מבנה נקבוביות |
| גוף ירוק | טמפ' חדר. | לאחר היווצרות CIP | גבוה (~60%) | נמוך מאוד | נקבוביות אריזת אבקה ראשונית |
| ביטול הכריכה | ~300 - 600 תואר | הסרת קלסר | יורד מעט | נשאר שביר | נקבוביות פתוחות פנויות לסינטר |
| סינטר (צמיחת צוואר) | ~600 - 1100 תואר | מתחילה דיפוזיה אטומית | יורד בהדרגה | עולה במהירות | צווארי סינטר נוצרים בין חלקיקים |
| סינטרה (צפיפות) | ~1100 - 1350 תואר | ציפוף סופי | מייצב (~30-50%) | מתקרב למקסימום | נוצרה רשת תלת מימד יציבה ומקושרת |
| מוצר סופי | מקורר ל-RT | מבנה מיקרו נעול | נשלט גבוה | גָבוֹהַ | משיג נקבוביות וחוזק המטרה |
שלב 4: מימוש ביצועים - ההסבר המיקרו-סטרוקטורלי של נקבוביות גבוהה ויכולת אחיזת לכלוך גבוהה
לאחר תהליך הסינטרינג המבוקר במדויק, מבנה המיקרו של אלמנט המסנן מציג מצב אידיאלי:
מקור לנקבוביות גבוהה: אינספור חלקיקי אבקת מתכת מחוברים בחוזקה על ידי "צווארי שרוולים". הרשת התלת-ממדית המורכבת, המחוברת-של רווחים שנותרו בין החלקיקים, מהווה את הנקבוביות הגבוהה והיעילה (בדרך כלל 30%-50%). נקבוביות אלו הן התעלות לזרימת נוזלים.
סוד קיבולת החזקת לכלוך גבוהה: יכולת אחיזת לכלוך גבוהה מתייחסת לא רק לנפח נקבוביות גדול, אלא, חשוב מכך, למנגנון סינון העומק שלו. מזהמים לא פשוט נחסמים על משטח חלק; במקום זאת, הם נכנסים לתעלות הנקבוביות המפותלות והמפותלות בתוך אלמנט המסנן. הם נלכדים בעומקים שונים ברשת התלת-ממד באמצעות מנגנונים מרובים כגון יירוט ישיר, פגיעה אינרציאלית וספיחת דיפוזיה. זה דומה לחניון מרובה-קומות, שיכול להכיל הרבה יותר כלי רכב באותה טביעת רגל בהשוואה למגרש עילי.
סינון פני השטח (למשל, מסך רשת): מזהמים מצטברים על פני השטח וגורמים לחסימה מהירה.
סינון עומק (מסנן מסונן): מזהמים כלולים בתוך הנפח הפנימי, מה שמשפר מאוד את יכולת אחיזת הלכלוך של המסנן ומאריך באופן משמעותי את חיי השירות שלו.
מַסְקָנָה
הנקבוביות הגבוהה ויכולת החזקת הלכלוך הגבוהה של אלמנטים מסננים של אבקת מתכת מנירוסטה מחוטבת הם התוצאות הישירות של תהליך קפדני הכולל בחירת אבקה, ניסוח מדויק, יצירה אחידה וסינטר מבוקר. כל שלב נועד לבנות בקפידה רשת תלת- מיקרוסקופית, שהיא גם חזקה וגם חדירה עם קיבולת גבוהה. הבנת המסע הזה "מאבקה לפילטר" לא רק מאפשרת לנו להעריך טוב יותר את התחכום של המוצר המהונדס הזה, אלא גם מספקת בסיס טכני מוצק לבחירת אלמנט המסנן המתאים ביותר בהתבסס על תנאי יישום ספציפיים (כגון דיוק סינון, דרישות ירידת לחץ ועמידות כימית) בשימוש מעשי.
