Patenty AMAZEMET: Dowiedz się więcej o naszych przełomowych rozwiązaniach

W tym przypadku skupiono się na nowym rodzaju sonotrody wykonanej z mocnych materiałów kompozytowych (takich jak ceramika wzmocniona włóknami). Mogą one lepiej radzić sobie z ekstremalnymi temperaturami i wibracjami niż tradycyjne. Taka konstrukcja jest szczególnie przydatna do recyklingu metali nieżelaznych i umożliwia wydajne przetwarzanie ultradźwiękowe, takie jak rozbijanie stopionych metali, usuwanie pęcherzyków gazu lub tworzenie proszków. Jest to kluczowa część indukcyjnej wersji systemu rePowder.

Konstrukcje wsporcze są często potrzebne w druku 3D, aby utrzymać stabilność metalowych części podczas drukowania. Ich późniejsze usunięcie jest jednak trudne. Ta metoda wykorzystuje cienkie, porowate podpory, które można rozpuścić za pomocą specjalnie zaprojektowanych kąpieli chemicznych lub elektrochemicznych, często za pomocą ultradźwięków, aby przyspieszyć pracę. Oznacza to mniejsze ryzyko uszkodzenia drukowanej części, krótszy czas przetwarzania i lepsze wyniki – szczególnie przydatne w przypadku delikatnych lub złożonych projektów.

Szkła metaliczne (amorficzne stopy metali) wykazują unikalne właściwości – wysoką twardość, wytrzymałość, elastyczność, odporność na korozję i minimalną koercję magnetyczną – w porównaniu do swoich krystalicznych odpowiedników. Jednak ich niska plastyczność (kruchość) może prowadzić do katastrofalnych pęknięć, ponieważ nie ma cech mikrostrukturalnych, które mogłyby stępić lub odchylić pęknięcia. Jednym z podejść do poprawy plastyczności i odporności na pękanie jest tworzenie kompozytów, które zawierają fazę krystaliczną zdolną do zwiększenia plastyczności lub pochłaniania energii poprzez przemianę fazową. Takie kompozyty mogą być wytwarzane ex situ (np. laminowanie materiału krystalicznego na szkle metalicznym) lub in situ (częściowa krystalizacja podczas zestalania), ale utrzymanie równomiernego rozkładu fazy krystalicznej może stanowić wyzwanie. Typowe metody produkcji – odlewanie do miedzianych form, metalurgia proszków (prasowanie na gorąco, wytłaczanie), częściowa krystalizacja podczas chłodzenia – mają trudności z zapewnieniem jednolitych właściwości całego materiału z powodu nierównomiernego chłodzenia lub rozkładu faz.

Atomizacja ultradźwiękowa zamienia stopiony metal w drobny proszek – ale robienie tego w bardzo wysokich temperaturach jest wyzwaniem. Wynalazek ten rozwiązuje problem chłodzenia poprzez umieszczenie sonotrody w specjalnie chłodzonej podstawie. Dzięki temu narzędzie działa płynnie nawet z metalami, które topią się w temperaturze powyżej 700°C, zapewniając dłuższą żywotność i lepszą wydajność w środowiskach o wysokiej temperaturze, takich jak drukowanie 3D metalu lub spawanie.

Ta sonotroda ma wbudowane kanały wodne, które utrzymują końcówkę w chłodzie nawet przy intensywnych wibracjach ultradźwiękowych i wysokich temperaturach. Jest to idealne rozwiązanie dla systemów wysokiej częstotliwości, w których istnieje ryzyko przegrzania. Konstrukcja zapewnia stabilną pracę i wydłuża żywotność narzędzia, rozwiązując problemy, z którymi nie radziły sobie starsze systemy chłodzone powietrzem lub gazem.

W procesach takich jak spawanie lub odlewanie ultradźwiękowe, sonotroda musi dobrze „wiązać się” z ciekłym metalem. Ten wynalazek tworzy specjalną warstwę dyfuzyjną na powierzchni sonotrody, dzięki czemu stopione metale lepiej przylegają bez uszkadzania narzędzia. Równoważy to dwa trudne cele: silne wiązanie i trwałość w wysokich temperaturach.

Aby zasilić system ultradźwiękowy używany do obróbki metalu, potrzebne jest stałe, wysokoprądowe połączenie elektryczne – bez wpływu na wibracje narzędzia. Niniejszy patent wprowadza inteligentne złącze wykonane z przewodzącej, elastycznej membrany, która przesyła zarówno energię elektryczną, jak i fale ultradźwiękowe. Umożliwia to wydajną pracę, lepszą jakość materiału, a nawet wspiera automatyzację produkcji proszków na większą skalę.

Wynalazek ten usprawnia sposób wytwarzania metalowych implantów kostnych przy użyciu druku 3D. Umieszczając usuwalne wsporniki na krawędziach gwintu i rozpuszczając je chemicznie, implanty kończą się ostrymi, czystymi gwintami. Dzięki temu łatwiej i skuteczniej wkręca się je w kość – bez konieczności dodatkowej obróbki. Proces ten jest szczególnie przydatny do szybkiego i precyzyjnego tworzenia niestandardowych implantów.