Metal Eklemeli İmalat (3D Yazıcı) dünyasında bir söz vardır: "Girdi neyse, çıktı odur." Havacılık türbin kanatları veya vücut içi medikal implantlar gibi hata kabul etmeyen parçalar üretiyorsanız, standart gaz atomizasyonu tozları bazen yeterli olmayabilir. İşte bu noktada, metal tozu üretiminin zirvesi kabul edilen Plazma Atomizasyonu (Plasma Atomization) teknolojisi devreye girer.
Peki, plazma atomizasyonu ile üretilen tozları, rakiplerinden ayıran ve onları "Altın Standart" yapan özellikler nelerdir?
Geleneksel yöntemlerde metal genellikle bir potada eritilir. Plazma atomizasyonunda ise hammadde olarak genellikle tel (wire feedstock) kullanılır. Bu tel, yüksek sıcaklıktaki plazma meşaleleri (torches) tarafından anında eritilir ve atomize edilir.
Bu yöntemin temel farkı, "pota" kullanılmaması ve çok yüksek soğuma hızıdır. Bu fark, metal tozuna 4 kritik avantaj kazandırır:
Plazma atomizasyonu ile üretilen tozlar, mikroskop altında incelendiğinde neredeyse kusursuz birer küre gibi görünür.
Neden Önemli? Küresel şekil, tozun "akışkanlığını" (flowability) maksimize eder. 3D yazıcıda serici bıçak (recoater) tozu yayarken takılmaz, pürüzsüz ve homojen bir katman oluşturur. Bu da baskı hatalarını minimize eder.
Gaz atomizasyonunda, büyük toz taneciklerinin üzerine yapışmış küçük tozlar (uydu parçacıklar) sıkça görülür. Bu durum tozun akışını bozar ve paketleme yoğunluğunu düşürür. Plazma yönteminde ise süper-ısıtılmış metal damlacıkları uçuş sırasında tamamen küreselleşir ve uydu oluşumu neredeyse sıfırdır. Bu, daha yüksek paketleme yoğunluğu (tap density) demektir.
Bu, özellikle Titanyum (Ti6Al4V) gibi reaktif metaller için en kritik maddedir.
Standart yöntemlerde (VIGA/EIGA), erimiş metal seramik potalarla veya nozullarla temas edebilir. Bu temas, metale mikroskobik seramik kalıntıların karışmasına (kontaminasyon) yol açabilir.
Plazma atomizasyonunda metal sadece asal gaz ve plazma ile temas eder. Pota yoktur, kirlilik yoktur. Bu sayede havacılık ve medikal standartlarının (ASTM F136 gibi) istediği en yüksek saflık elde edilir.
Bazı toz üretim yöntemlerinde, toz tanesinin içinde gaz boşlukları hapsolabilir. Bu tozla parça bastığınızda, o boşluk parçaya taşınır ve parça zayıflar. Plazma atomizasyonu, argon gazı hapsolmasını minimize ederek, neredeyse %100 yoğunlukta toz taneleri üretir.
Plazma atomize tozlar, yüksek maliyetleri nedeniyle her iş için kullanılmaz. Ancak şu alanlarda "zorunluluktur":
Biyomedikal: Kalça ve diz protezleri, diş implantları (Yüksek yorulma direnci şarttır).
Havacılık ve Uzay: Türbin diskleri ve yapısal parçalar (Mikroskobik bir hata, felakete yol açabilir).
Plazma atomizasyonu ile üretilen tozların kilogram fiyatı, standart gaz atomizasyonuna göre daha yüksektir. Ancak sunduğu üstün akışkanlık, sıfır hata oranı ve uzun döngü ömrü (geri dönüşümde daha az bozulur) hesaba katıldığında, "Toplam Sahiplik Maliyeti" açısından kritik projelerde en karlı seçenektir.
Kaliteden ödün veremeyeceğiniz projelerde, plazma atomize tozlar tek tercihiniz olmalıdır.
