金属フォームのレーザー加工

金属licフォームは次のように分類されますオープンセルフォームとクローズドセルフォーム閉鎖気泡フォームは、隣接する気泡または空隙を隔てる膜を有しますが、開放気泡フォームは、図(a)および(b)に示すように、ランダムに分布し相互に連結した空隙のネットワークを有します。この分類は、金属フォームを用途に応じて区別するため、非常に重要です。閉鎖気泡金属フォームは剛性が高く、主に構造用途に使用されます。一方、開放気泡フォームは、その大きな表面積と内部で連結された多孔質構造のため、主に熱交換器などの機能用途に使用されます。

したがって、処理方法が主に金属フォームのカスタマイズdefiによるアプリケーションで金属の解剖学的構造や気孔分布を変化させる加工法です。加工方法は、液体プロセスと固体プロセスに大別されます。液体プロセスは、高い発泡率と高い収率のため、商業生産において最も普及しています。このプロセスでは、直接発泡と間接発泡という2つの主要な方法のいずれかによって、液体または半固体の金属に気孔を形成します。直接発泡は、ガス（空気、窒素、またはアルゴン）を導入するか、TiH2、ZrH2、MgH2、CaCO3などの二次物質を溶融金属マトリックスに直接導入することによって実現できます。どちらの場合も、溶融金属の表面に気泡が形成され、それらが捕捉されて冷却され、空隙が形成されます。

間接発泡法では、溶融金属を直接発泡させるのではなく、ポリマーフォームや無機粒子、低密度中空球などの特定の前駆体を用いて溶融金属を発泡体に成形します。液体処理により、大量生産が可能になります。金属フォームシート状の発泡体は安定性と制御性に欠けるため、ニアネットシェイプ（ほぼ正確な形状）の成形が困難です。また、この方法で発泡体を成形するために使用できる材料の種類も非常に限られています。

固体発泡とは、処理温度を母材の融点範囲内に維持しながら金属発泡体を製造するプロセスと定義できます。金属発泡体は、混合された固体金属に発泡剤を直接注入する方法（固有気孔率）と、前処理済みの空隙を有する仮テンプレートの周囲に金属粉末を付着させる方法（外在気孔率）のいずれかで製造されます。固体プロセスはより信頼性の高い制御が可能ですが、コストがかかります。今日の製造業では、製造性を考慮した製品の選定において非常に厳しい基準が設けられています。

金属フォーム金属発泡体は、固体金属内部の気孔または空隙からなる新しいタイプの多孔質軽量材料です。気孔は通常、制御されていない方法でベース材料内部に生成され、さまざまなプロセスルートに従って高度にランダムな多孔質金属構造を形成します。結果として得られる気孔の体積率はベース材料と比較して非常に高く、材料を軽量にします。軽量であることに加えて、この材料は他の優れた構造特性、つまり高い強度対重量比、優れた振動減衰およびノイズ吸収能力を備えています。金属発泡体をあらゆる産業に組み込むには、信頼性の高い製造プロセスと密接に統合する必要があります。発泡金属は剛性が高く引張強度が低いという特徴があり、負荷がかかると破損しやすいです。そのため、従来の製造プロセスでは、金属発泡体の一般的な形状を加工するのに適していません。その結果、金属発泡体の広範な採用が妨げられています。レーザー加工法は、機械的な負荷ではなく、正確な熱源であるレーザーを使用して材料を加工する方法です。