การประมวลผลด้วยเลเซอร์ของโฟมโลหะ

โลหะโฟมลิกแบ่งออกเป็นโฟมเซลล์เปิดและโฟมเซลล์ปิดโฟมเซลล์ปิดมีเมมเบรนที่แยกเซลล์หรือช่องว่างที่อยู่ติดกัน ในขณะที่โฟมเซลล์เปิดมีเครือข่ายของช่องว่างที่กระจายอยู่แบบสุ่มซึ่งเชื่อมต่อกันดังแสดงในรูป (a) และ (b) ตามลำดับ การแบ่งประเภทมีความสำคัญอย่างยิ่งเนื่องจากช่วยแยกโฟมโลหะตามการใช้งาน โฟมโลหะเซลล์ปิดมีความแข็งสูงและส่วนใหญ่ใช้ในงานโครงสร้าง ในทางกลับกัน โฟมเซลล์เปิดส่วนใหญ่ใช้ในงานเชิงฟังก์ชัน เช่น เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน เนื่องจากมีพื้นที่ผิวขนาดใหญ่และโครงสร้างพรุนที่เชื่อมต่อกันภายใน

ดังนั้นวิธีการประมวลผลจึงมีความรับผิดชอบหลักปรับแต่งโฟมโลหะสำหรับการใช้งานของพวกเขาโดย defiในโครงสร้างทางกายวิภาคหรือการกระจายรูพรุนของโลหะ วิธีการประมวลผลแบ่งได้คร่าวๆ เป็นกระบวนการของเหลวและของแข็ง กระบวนการของเหลวเป็นที่นิยมมากที่สุดในการผลิตเชิงพาณิชย์เนื่องจากอัตราการเกิดฟองสูงและผลผลิตสูง กระบวนการนี้สร้างรูพรุนในโลหะเหลวหรือกึ่งแข็งโดยวิธีหลักสองวิธี ได้แก่ การเกิดฟองโดยตรงและการเกิดฟองโดยอ้อม การเกิดฟองโดยตรงสามารถทำได้โดยการนำก๊าซ (อากาศ ไนโตรเจน หรืออาร์กอน) เข้าไป หรือโดยการนำสารรอง เช่น TiH2, ZrH2, MgH2, CaCO3 เป็นต้น เข้าไปในเมทริกซ์โลหะหลอมเหลวโดยตรง ในทั้งสองกรณี ฟองอากาศจะก่อตัวขึ้นบนพื้นผิวของของเหลวที่หลอมละลาย และฟองอากาศจะถูกกักไว้และทำให้เย็นลงเพื่อสร้างช่องว่าง

เมื่อใช้กรรมวิธีการผลิตโฟมทางอ้อม โลหะหลอมเหลวจะไม่ถูกผลิตโฟมโดยตรง แต่จะใช้สารตั้งต้นบางชนิด เช่น โฟมโพลีเมอร์หรืออนุภาคอนินทรีย์และทรงกลมกลวงที่มีความหนาแน่นต่ำเพื่อหล่อโลหะหลอมเหลวให้เป็นโฟม การประมวลผลด้วยของเหลวช่วยให้สามารถผลิตได้จำนวนมากโฟมโลหะเมื่ออยู่ในรูปแบบแผ่น ขาดความเสถียรและควบคุมไม่ได้ ส่งผลให้ผลิตรูปทรงที่ใกล้เคียงได้ยากมาก นอกจากนี้ ความหลากหลายของวัสดุที่สามารถนำมาใช้ผลิตโฟมด้วยวิธีนี้ยังมีจำกัดมากอีกด้วย

โฟมโซลิดสเตตสามารถกำหนดให้เป็นกระบวนการผลิตโฟมโลหะที่รักษาอุณหภูมิในการแปรรูปให้อยู่ในช่วงอุณหภูมิการหลอมละลายของวัสดุพื้นฐาน โฟมโลหะจะถูกเตรียมโดยการนำตัวแทนเป่าเข้าไปในโลหะแข็งที่ผสมกันโดยตรง (รูพรุนโดยธรรมชาติ) หรือโดยการผสานผงโลหะรอบแม่แบบชั่วคราวที่ผ่านการบำบัดล่วงหน้าพร้อมช่องว่าง (รูพรุนโดยธรรมชาติ) แม้ว่ากระบวนการโซลิดสเตตจะควบคุมได้อย่างน่าเชื่อถือมากกว่า แต่ก็มีต้นทุนสูง อุตสาหกรรมการผลิตในปัจจุบันมีความสำคัญอย่างยิ่งในการคัดเลือกผลิตภัณฑ์เพื่อการผลิต

โฟมโลหะเป็นวัสดุที่มีน้ำหนักเบาที่มีรูพรุนชนิดใหม่ซึ่งประกอบด้วยรูพรุนหรือช่องว่างภายในโลหะแข็ง รูพรุนมักเกิดขึ้นภายในวัสดุฐานในลักษณะที่ไม่สามารถควบคุมได้ โดยปฏิบัติตามกระบวนการต่างๆ เพื่อสร้างโครงสร้างโลหะที่มีรูพรุนแบบสุ่มสูง เศษส่วนปริมาตรของรูพรุนที่เกิดขึ้นนั้นสูงมากเมื่อเทียบกับวัสดุฐาน ซึ่งทำให้วัสดุมีน้ำหนักเบา นอกจากน้ำหนักเบาแล้ว วัสดุนี้ยังมีคุณสมบัติโครงสร้างที่โดดเด่นอื่นๆ อีกมากมาย ได้แก่ อัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักที่สูง และความสามารถในการลดแรงสั่นสะเทือนและการดูดซับเสียงที่ยอดเยี่ยม หากต้องการนำโฟมโลหะมาใช้ในอุตสาหกรรมใดๆ จะต้องผสานเข้ากับกระบวนการผลิตที่เชื่อถือได้อย่างใกล้ชิด โลหะโฟมมีลักษณะเฉพาะคือมีความแข็งสูงและมีความแข็งแรงในการดึงต่ำ และมีแนวโน้มที่จะแตกหักภายใต้แรงกด ดังนั้น กระบวนการผลิตแบบเดิมจึงไม่สะดวกสำหรับการประมวลผลรูปร่างทั่วไปของการผลิตโฟมโลหะ ส่งผลให้การนำโฟมโลหะมาใช้อย่างแพร่หลายถูกขัดขวาง วิธีการประมวลผลด้วยเลเซอร์เป็นวิธีการที่ใช้แหล่งความร้อนที่แม่นยำ ซึ่งก็คือเลเซอร์ ในการประมวลผลวัสดุแทนการรับน้ำหนักทางกล