Übersicht
Plasma-Zerstäubung ist ein hochmodernes Verfahren zur Herstellung von Metallpulvern mit außergewöhnlicher Qualität und Konsistenz. Bei dieser Technik wird ein Hochenergie-Plasmabrenner verwendet, um Metallmaterial zu schmelzen und in feine, kugelförmige Partikel zu zerstäuben, was es in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, der Medizintechnik und der additiven Fertigung zu einem wichtigen Verfahren macht. Die daraus entstehenden Pulver werden wegen ihrer einheitlichen Größe, Form und hohen Reinheit geschätzt, die für Anwendungen, die hohe Leistung und Zuverlässigkeit erfordern, unerlässlich sind.
Was ist Plasma-Atomisierung?
Bei der Plasmazerstäubung wird mit einem Plasmabrenner ein Metall geschmolzen, das dann einem Hochgeschwindigkeitsgasstrom ausgesetzt wird, der das geschmolzene Metall in feine Tröpfchen zerteilt. Diese Tröpfchen verfestigen sich beim Abkühlen zu kugelförmigen Partikeln. Das Verfahren lässt sich sehr gut steuern und ermöglicht die Herstellung von Pulvern mit spezifischen Partikelgrößenverteilungen und Eigenschaften.
Die Bedeutung der Plasmazerstäubung
Warum ist die Plasmazerstäubung so wichtig? Es geht vor allem um Präzision und Qualität. Bei herkömmlichen Zerstäubungstechniken sind Konsistenz und Reinheit oft problematisch, was zu Schwankungen im Endprodukt führen kann. Die Plasmazerstäubung hingegen bietet eine beispiellose Kontrolle über den Prozess und führt zu gleichmäßigen, reinen Pulvern, die sich perfekt für Hightech-Anwendungen eignen.
Arten, Zusammensetzung, Eigenschaften und Merkmale von Plasma-Zerstäubung Pulver
Im Folgenden werden die Besonderheiten verschiedener Metallpulver, die durch Plasmazerstäubung hergestellt werden, näher erläutert, wobei der Schwerpunkt auf den Arten, der Zusammensetzung, den Eigenschaften und den Merkmalen liegt.
Arten von Metallpulvern
| Metall-Pulver | Zusammensetzung | Eigenschaften | Merkmale |
|---|---|---|---|
| Titan (Ti) | 99.9% Ti | Hohe Festigkeit im Verhältnis zum Gewicht, korrosionsbeständig | Sphärische Form, hohe Reinheit |
| Inconel (Ni-Cr-Legierung) | 60% Ni, 23% Cr, andere | Hochtemperaturfest, oxidationsbeständig | Feine, kugelförmige Partikel |
| Rostfreier Stahl (316L) | 17% Cr, 12% Ni, 2,5% Mo | Korrosionsbeständig, gute mechanische Eigenschaften | Gleichmäßige Partikelgröße, kugelförmig |
| Aluminium (Al) | 99.7% Al | Leichtes Gewicht, gute Leitfähigkeit | Feine, kugelförmige Partikel |
| Kupfer (Cu) | 99.9% Cu | Ausgezeichnete Leitfähigkeit, verformbar | Gleichmäßige Form, hohe Reinheit |
| Kobalt-Chrom (Co-Cr) | 55% Co, 30% Cr, andere | Abriebfest, biokompatibel | Hohe Sphärizität, feine Partikelgröße |
| Tantal (Ta) | 99.9% Ta | Hoher Schmelzpunkt, korrosionsbeständig | Sphärische Partikel, hohe Reinheit |
| Nickel (Ni) | 99.9% Ni | Korrosionsbeständig, gute mechanische Eigenschaften | Einheitliche, kugelförmige Partikel |
| Magnesium (Mg) | 99.8% Mg | Leichtes Gewicht, gute Bearbeitbarkeit | Feine Partikel, hohe Reinheit |
| Zirkonium (Zr) | 99.9% Zr | Hohe Korrosionsbeständigkeit, biokompatibel | Sphärische, feine Partikel |
Anwendungen von Plasmazerstäubungspulvern
| Anmeldung | Verwendetes Metallpulver | Zweck |
|---|---|---|
| Luft- und Raumfahrt | Titan, Inconel, Aluminium | Hochfeste, leichte Komponenten |
| Medizinische Geräte | Kobalt-Chrom, Titan | Biokompatibilität, Festigkeit |
| Additive Fertigung | Rostfreier Stahl, Titan | Konsistenter, hochwertiger 3D-Druck |
| Elektronik | Kupfer, Nickel | Ausgezeichnete Leitfähigkeit |
| Automobilindustrie | Aluminium, Magnesium | Leichte, langlebige Teile |
| Werkzeuge und Matrizen | Inconel, rostfreier Stahl | Hohe Verschleißfestigkeit |
| Schmuck | Gold, Silber, Platin | Hohe Reinheit, ästhetische Wirkung |
| Energiesektor | Zirkonium, Tantal | Hohe Korrosionsbeständigkeit |
| Konsumgüter | Rostfreier Stahl, Aluminium | Langlebigkeit, ästhetische Eigenschaften |
Spezifikationen, Größen, Güteklassen, Normen für Plasma-Zerstäubung Pulver
| Metall-Pulver | Größenbereich (µm) | Grades verfügbar | Normen |
|---|---|---|---|
| Titan (Ti) | 15-45, 45-90 | CP1, CP2, CP3, CP4 | ASTM F67, F136 |
| Inconel (Ni-Cr-Legierung) | 15-53, 53-150 | IN718, IN625 | AMS 5662, AMS 5663 |
| Rostfreier Stahl (316L) | 15-45, 45-105 | 316L, 304L, 17-4PH | ASTM A276, A240 |
| Aluminium (Al) | 20-63, 63-150 | 6061, 7075 | ASTM B209, B221 |
| Kupfer (Cu) | 15-45, 45-90 | OFC, ETP | ASTM B170, B187 |
| Kobalt-Chrom (Co-Cr) | 10-45, 45-90 | CoCrMo, CoCrW | ASTM F75, F1537 |
| Tantal (Ta) | 15-45, 45-150 | R05200, R05400 | ASTM B521, B708 |
| Nickel (Ni) | 15-53, 53-150 | 200, 201 | ASTM B160, B162 |
| Magnesium (Mg) | 15-45, 45-105 | AZ31, AZ61 | ASTM B107, B90 |
| Zirkonium (Zr) | 10-45, 45-105 | 702, 705 | ASTM B551, B493 |
Lieferanten und Preisangaben
| Anbieter | Metall-Pulver | Preisspanne (pro kg) | Anmerkungen |
|---|---|---|---|
| AP&C | Titan, Inconel | $200 – $300 | Hochwertig, luftfahrttauglich |
| Sandvik | Rostfreier Stahl, Nickel | $150 – $250 | Konsistente, hochreine Pulver |
| Praxair Surface Tech. | Aluminium, Kupfer | $100 – $200 | Große Auswahl an Partikelgrößen |
| Tischlertechnik | Kobalt-Chrom, Tantal | $250 – $400 | Spezialisiert auf medizinische Geräte |
| Höganäs | Rostfreier Stahl, Titan | $180 – $280 | Hervorragend geeignet für die additive Fertigung |
| Tekna | Aluminium, Zirkonium | $120 – $220 | Hohe Sphärizität, einheitliche Partikel |
| LPW-Technologie | Inconel, Titan | $200 – $320 | Schwerpunkt Luft- und Raumfahrt und Automobilindustrie |
| Metallpulver & Verfahren | Nickel, Magnesium | $140 – $240 | Hohe Reinheit, verschiedene Qualitäten |
| Aubert & Duval | Titan, Kobalt-Chrom | $220 – $350 | Hervorragende Qualität, individuelle Aufträge |
| Arcam AB | Rostfreier Stahl, Aluminium | $130 – $210 | Ideal für den 3D-Druck |
Pro und Kontra, Vorteile und Grenzen von Plasma-Zerstäubung
| Aspekt | Vorteile | Beschränkungen |
|---|---|---|
| Qualität | Hohe Reinheit, einheitliche Partikelgröße | Hohe Kosten für die Ausrüstung |
| Konsistenz | Sphärische Partikel, Wiederholbarkeit | Erfordert qualifiziertes Personal |
| Flexibilität | Kann eine Vielzahl von Metallen herstellen | Begrenzt durch die Qualität der Ausgangsstoffe |
| Anwendungen | Geeignet für Hightech-Industrien | Hohe Anfangsinvestition |
| Wirkungsgrad | Effizienter Materialeinsatz | Komplexe Prozesssteuerung |
| Leistung | Hervorragende mechanische Eigenschaften | Höhere Betriebskosten |
| Skalierbarkeit | Skalierbar für große Produktionen | Wartung der Ausrüstung |
| Kontrolle | Präzise Kontrolle der Partikelgröße | Empfindlich auf Prozessparameter |
Detaillierte Analyse spezifischer Metallpulvermodelle
Sehen wir uns bestimmte Metallpulvermodelle, die durch Plasmazerstäubung hergestellt werden, ihre Eigenschaften und ihre Anwendungen genauer an.
Titan (Ti)-Pulver
Zusammensetzung: 99.9% Titan
Eigenschaften:
- Hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht
- Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit
- Biokompatibilität
Anwendungen: Komponenten für die Luft- und Raumfahrt, medizinische Implantate, Automobilteile
Merkmale:
- Sphärische Form
- Hohe Reinheit
- Gleichmäßige Partikelgrößenverteilung
Spezifikationen:
- Größenbereich: 15-45 µm, 45-90 µm
- Klassenstufen: CP1, CP2, CP3, CP4
- Normen: ASTM F67, F136
Anbieter: AP&C, Höganäs, Carpenter Technology
Preisgestaltung: $200 - $300 pro kg
Profis: Hohe Leistung bei kritischen Anwendungen, hervorragende mechanische Eigenschaften
Nachteile: Hohe Kosten, anfällig für Verunreinigungen während der Produktion
Inconel-Pulver (Ni-Cr-Legierung)
Zusammensetzung: 60% Nickel, 23% Chrom, andere
Eigenschaften:
- Hochtemperaturfestigkeit
- Ox
Idationswiderstand
- Gute mechanische Eigenschaften
Anwendungen: Gasturbinenkomponenten, Wärmetauscher, 3D-Druck
Merkmale:
- Feine, kugelförmige Partikel
- Hohe Reinheit
- Einheitliche Größe
Spezifikationen:
- Größenbereich: 15-53 µm, 53-150 µm
- Besoldungsgruppen: IN718, IN625
- Normen: AMS 5662, AMS 5663
Anbieter: AP&C, LPW Technologie, Sandvik
Preisgestaltung: $200 - $320 pro kg
Profis: Hohe Leistung bei erhöhten Temperaturen, gute Korrosionsbeständigkeit
Nachteile: Teuer, erfordert sorgfältige Handhabung
Rostfreier Stahl (316L) Pulver
Zusammensetzung: 17% Chrom, 12% Nickel, 2,5% Molybdän
Eigenschaften:
- Korrosionsbeständigkeit
- Gute mechanische Eigenschaften
- Biokompatibilität
Anwendungen: Medizinische Implantate, Ausrüstung für die Lebensmittelverarbeitung, Schiffsanwendungen
Merkmale:
- Gleichmäßige Partikelgröße
- Sphärische Form
- Hohe Reinheit
Spezifikationen:
- Größenbereich: 15-45 µm, 45-105 µm
- Güten: 316L, 304L, 17-4PH
- Normen: ASTM A276, A240
Anbieter: Höganäs, Sandvik, Arcam AB
Preisgestaltung: $150 - $250 pro kg
Profis: Vielseitig, weit verbreitet in verschiedenen Branchen
Nachteile: Relativ hohe Kosten, kann besondere Handhabungsbedingungen erfordern
Aluminium (Al)-Pulver
Zusammensetzung: 99.7% Aluminium
Eigenschaften:
- Leichtgewicht
- Gute elektrische und thermische Leitfähigkeit
- Hoher Reflexionsgrad
Anwendungen: Automobilteile, Luft- und Raumfahrtkomponenten, Elektronik
Merkmale:
- Feine, kugelförmige Partikel
- Hohe Reinheit
- Gleichmäßige Größenverteilung
Spezifikationen:
- Größenbereich: 20-63 µm, 63-150 µm
- Werkstoffe: 6061, 7075
- Normen: ASTM B209, B221
Anbieter: Praxair Oberflächentechnik, Tekna, Arcam AB
Preisgestaltung: $100 - $200 pro kg
Profis: Leicht, vielseitig in verschiedenen Anwendungen
Nachteile: Oxidiert leicht, erfordert Schutzatmosphäre bei der Verarbeitung
Kupfer (Cu)-Pulver
Zusammensetzung: 99.9% Kupfer
Eigenschaften:
- Ausgezeichnete elektrische und thermische Leitfähigkeit
- Verformbarkeit
- Korrosionsbeständigkeit
Anwendungen: Elektrische Komponenten, Wärmetauscher, additive Fertigung
Merkmale:
- Einheitliche Form
- Hohe Reinheit
- Feine Partikel
Spezifikationen:
- Größenbereich: 15-45 µm, 45-90 µm
- Besoldungsgruppen: OFC, ETP
- Normen: ASTM B170, B187
Anbieter: Praxair Surface Tech, Metallpulver & Prozess, Sandvik
Preisgestaltung: $100 - $200 pro kg
Profis: Ausgezeichnete Leitfähigkeit, vielseitig in elektronischen Anwendungen
Nachteile: Relativ hohe Kosten, erfordert besondere Lagerbedingungen
Kobalt-Chrom (Co-Cr)-Pulver
Zusammensetzung: 55% Kobalt, 30% Chrom, andere
Eigenschaften:
- Hohe Verschleißfestigkeit
- Korrosionsbeständigkeit
- Biokompatibilität
Anwendungen: Medizinische Implantate, Zahnprothetik, Komponenten für die Luft- und Raumfahrt
Merkmale:
- Hohe Sphärizität
- Feine Partikelgröße
- Hohe Reinheit
Spezifikationen:
- Größenbereich: 10-45 µm, 45-90 µm
- Güten: CoCrMo, CoCrW
- Normen: ASTM F75, F1537
Anbieter: Carpenter Technology, Aubert & Duval, Höganäs
Preisgestaltung: $250 - $400 pro kg
Profis: Hervorragend geeignet für medizinische und zahnmedizinische Anwendungen, hohe Haltbarkeit
Nachteile: Teuer, erfordert spezielle Handhabung
Tantal (Ta)-Pulver
Zusammensetzung: 99.9% Tantal
Eigenschaften:
- Hoher Schmelzpunkt
- Korrosionsbeständigkeit
- Biokompatibilität
Anwendungen: Medizinische Implantate, Luft- und Raumfahrtkomponenten, Elektronik
Merkmale:
- Sphärische Partikel
- Hohe Reinheit
- Feine Größenverteilung
Spezifikationen:
- Größenbereich: 15-45 µm, 45-150 µm
- Besoldungsgruppen: R05200, R05400
- Normen: ASTM B521, B708
Anbieter: Tischlertechnik, Höganäs, Tekna
Preisgestaltung: $250 - $400 pro kg
Profis: Hohe Leistung unter extremen Bedingungen, ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit
Nachteile: Sehr teuer, begrenzte Verfügbarkeit
Nickel (Ni)-Pulver
Zusammensetzung: 99.9% Nickel
Eigenschaften:
- Korrosionsbeständigkeit
- Gute mechanische Eigenschaften
- Hohe Leitfähigkeit
Anwendungen: Batterien, Elektronik, Komponenten für die Luft- und Raumfahrt
Merkmale:
- Einheitliche, kugelförmige Partikel
- Hohe Reinheit
- Konsistente Größenverteilung
Spezifikationen:
- Größenbereich: 15-53 µm, 53-150 µm
- Klassenstufen: 200, 201
- Normen: ASTM B160, B162
Anbieter: Metallpulver & Verfahren, Sandvik, AP&C
Preisgestaltung: $140 - $240 pro kg
Profis: Vielseitig, weit verbreitet in der High-Tech-Industrie
Nachteile: Teuer, erfordert sorgfältige Handhabung
Magnesium (Mg)-Pulver
Zusammensetzung: 99.8% Magnesium
Eigenschaften:
- Leichtgewicht
- Gute Bearbeitbarkeit
- Mäßige Stärke
Anwendungen: Automobilteile, Luft- und Raumfahrtkomponenten, Elektronik
Merkmale:
- Feine Partikel
- Hohe Reinheit
- Gleichmäßige Größenverteilung
Spezifikationen:
- Größenbereich: 15-45 µm, 45-105 µm
- Besoldungsgruppen: AZ31, AZ61
- Normen: ASTM B107, B90
Anbieter: Metal Powder & Process, Höganäs, Praxair Surface Tech.
Preisgestaltung: $140 - $240 pro kg
Profis: Geringes Gewicht, gut für Großserienproduktion
Nachteile: Entflammbar, erfordert besondere Handhabung
Zirkonium (Zr)-Pulver
Zusammensetzung: 99.9% Zirkonium
Eigenschaften:
- Hohe Korrosionsbeständigkeit
- Biokompatibilität
- Gute mechanische Eigenschaften
Anwendungen: Medizinische Geräte, Kernreaktoren, Komponenten für die Luft- und Raumfahrt
Merkmale:
- Sphärische, feine Partikel
- Hohe Reinheit
- Konsistente Größenverteilung
Spezifikationen:
- Größenbereich: 10-45 µm, 45-105 µm
- Klassenstufen: 702, 705
- Normen: ASTM B551, B493
Anbieter: Tekna, Höganäs, Arcam AB
Preisgestaltung: $120 - $220 pro kg
Profis: Ausgezeichnet für medizinische und nukleare Anwendungen, hohe Korrosionsbeständigkeit
Nachteile: Teuer, erfordert sorgfältige Handhabung
FAQs
| Frage | Antwort |
|---|---|
| Was ist Plasmazerstäubung? | Die Plasmazerstäubung ist ein Verfahren, bei dem ein Plasmabrenner verwendet wird, um Metall zu schmelzen, das dann in feine Tröpfchen zerstäubt wird. |
| Warum ist die Plasmazerstäubung wichtig? | Sie produziert hochwertige Metallpulver mit gleichmäßiger Partikelgröße und hoher Reinheit, die für High-Tech-Anwendungen unerlässlich sind. |
| Welche Metalle können mit dieser Methode zerstäubt werden? | Metalle wie Titan, Inconel, rostfreier Stahl, Aluminium, Kupfer, Kobalt-Chrom, Tantal, Nickel, Magnesium und Zirkonium. |
| Welche Anwendungen gibt es für diese Pulver? | Sie werden in der Luft- und Raumfahrt, der Medizintechnik, der Automobilindustrie, der Elektronik, der additiven Fertigung und vielen anderen Bereichen eingesetzt. |
| Was sind die Vorteile der Plasmazerstäubung? | Hohe Reinheit, einheitliche Partikelgröße, sphärische Form und Eignung für kritische Anwendungen. |
| Wo liegen die Grenzen der Plasmazerstäubung? | Hohe Kosten für die Ausrüstung, erfordert geschultes Personal und reagiert empfindlich auf Prozessparameter. |
| Wer sind die Hauptlieferanten für diese Pulver? | AP&C, Sandvik, Praxair Surface Tech, Carpenter Technology, Höganäs, Tekna, LPW Technology, Metal Powder & Process, Aubert & Duval, Arcam AB. |
| Wie sehen die Kosten für diese Pulver im Vergleich aus? | Die Preise variieren je nach Metall und liegen zwischen $100 und $400 pro kg. |
Schlussfolgerung
Plasma-Zerstäubung zeichnet sich als revolutionäres Verfahren zur Herstellung hochwertiger Metallpulver aus, die für fortschrittliche Fertigungstechnologien unerlässlich sind. Da dieses Verfahren eine hervorragende Kontrolle über Partikelgröße, -form und -reinheit bietet, erfüllt es die strengen Anforderungen von Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Medizin und Elektronik. Ganz gleich, ob Sie leichte Komponenten für die Luft- und Raumfahrt, biokompatible medizinische Implantate oder Hochleistungselektronik herstellen wollen - plasma-atomisierte Pulver bieten die Präzision und Qualität, die für diese kritischen Anwendungen erforderlich sind.
