KR20160101004A - 분말 제조를 위해 도가니 없이 재료를 용융하고 용융된 재료를 무화하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

분말 제조를 위해 도가니 없이 재료를 용융하고 용융된 재료를 무화하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20160101004A
KR20160101004A KR1020167018159A KR20167018159A KR20160101004A KR 20160101004 A KR20160101004 A KR 20160101004A KR 1020167018159 A KR1020167018159 A KR 1020167018159A KR 20167018159 A KR20167018159 A KR 20167018159A KR 20160101004 A KR20160101004 A KR 20160101004A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
nozzle
atomizing
molten
atomization
rod
Prior art date
Application number
KR1020167018159A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102304964B1 (ko
Inventor
뢰더 거킹
크리스티앙 거킹
마틴 스토빅
리코 하인즈
Original Assignee
나노발 게엠베하 운트 코. 카게
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=52278634&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=KR20160101004(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 나노발 게엠베하 운트 코. 카게 filed Critical 나노발 게엠베하 운트 코. 카게
Publication of KR20160101004A publication Critical patent/KR20160101004A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102304964B1 publication Critical patent/KR102304964B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/082—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
    • B22F1/0014—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/05—Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles
    • B22F1/052—Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles characterised by a mixture of particles of different sizes or by the particle size distribution
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H05B6/101—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications for local heating of metal pieces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/082—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
    • B22F2009/0824—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid with a specific atomising fluid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/082—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
    • B22F2009/0836—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid with electric or magnetic field or induction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/082—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
    • B22F2009/0848—Melting process before atomisation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/082—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
    • B22F2009/088—Fluid nozzles, e.g. angle, distance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/082—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
    • B22F2009/0892—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid casting nozzle; controlling metal stream in or after the casting nozzle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/082—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
    • B22F2009/0896—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid particle transport, separation: process and apparatus
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2202/00—Treatment under specific physical conditions
    • B22F2202/07—Treatment under specific physical conditions by induction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2304/00—Physical aspects of the powder
    • B22F2304/10—Micron size particles, i.e. above 1 micrometer up to 500 micrometer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • B22F2998/10—Processes characterised by the sequence of their steps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2999/00—Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/74—Physical characteristics
    • C04B2235/78—Grain sizes and shapes, product microstructures, e.g. acicular grains, equiaxed grains, platelet-structures
    • C04B2235/786—Micrometer sized grains, i.e. from 1 to 100 micron
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
  • Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
  • General Induction Heating (AREA)

Abstract

본 발명은 분말을 생성하기 위해 도가니 없이 재료를 용융하고 용융된 재료를 무화하기 위한 장치에 관한 것으로, 무화 노즐(5); 적어도 어떤 부분에서 무화 노즐(5)의 방향으로 좁아지는 권선(4a-d)을 가진 유도 코일(4); 및 적어도 부분적으로 유도 코일(4) 내로 삽입되는 재료 로드(3);를 포함한다. 유도 코일(4)은 용융 유동물(16)을 생성하기 위해 재료 로드(3)의 재료를 용융하도록 설계된다. 유도 코일(4) 및 무화 노즐(5)은 무화 노즐(5) 내로 유입될 수 있는 무화 가스(19)에 의해 용융 유동물(16)을 무화하기 위해 용융 유동물(16)이 무화 노즐(5)의 제1 개구부(20)를 통해 무화 노즐(5) 내로 유입될 수 있도록 하는 방식으로 배치된다. 이 장치는 무화 가스(19)가 오직 무화 노즐(5)의 제1 개구부(20)를 통해 무화 노즐(5) 내로 유입될 수 있거나 유입되도록 하는 방식으로 무화 노즐(5)이 설계되고; 적어도 무화 가스(19)의 음속에 이르기까지 무화 가스(19)를 용융 유동물(16)에 평행한 방향으로 가속시키도록 무화 노즐(5)이 설계되며; 용융 유동물(16)의 무화 노즐(5) 내로의 유입 전에 유도 코일(4)에 의해 유도 가열될 수 있거나 유도 가열되도록 하는 방식으로 재료 로드(3) 및 유도 코일(4)이 배치되는; 것에서 특징이 있다. 본 발명은 또한 분말을 생성하기 위해 도가니 없이 재료를 용융하고 용융된 재료를 무화하기 위한 대응하는 방법에 관한 것이다.

Description

분말 제조를 위해 도가니 없이 재료를 용융하고 용융된 재료를 무화하기 위한 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR MELTING A MATERIAL WITHOUT A CRUCIBLE AND FOR ATOMIZING THE MELTED MATERIAL IN ORDER TO PRODUCE POWDER}
본 발명은 분말을 제조하기 위해, 특히 금속 또는 세라믹 분말을 제조하기 위해 도가니 없이 재료를 용융하고, 그 용융된 재료를 무화하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
금속 분말(metal powder)은 많은 기술 분야에서 적용된다. 금속 분말은 분말 사출 성형법(powder injection moulding method: PIM)으로, 또는 레이저 소결/용융(laser sintering/melting) 및 전자빔 용융(electron beam melting)과 같이 또한 첨가제 방법(additive methods)으로 불리우는 생성 방법(generative methods)으로 제조되며, 종종 용융되어 복잡한 3차원 구조체(complex three-dimensional structures)로 될 수 있다. 마이크로미터 영역의 입자 크기(grain size)를 가진 금속 분말이 흔히 요구된다. 이에 따라, 많은 적용에 대해, 금속 분말의 입자 크기가 최대 입자 크기를 초과하지 않고, 제조된 분말의 통계적인 입자 크기 분포의 변동 폭이 가능한 작게 되어서 입자 크기가 원하는 입자 크기로부터 가능한 한 거의 벗어나지 않는 것이 매우 중요하다.
특허 문헌 DE10340606B4에 의해 도가니에서 금속을 용융하고, 용융 금속을 라발 노즐(Laval nozzle)을 통해 금속 분말로 무화시키는 것이 알려져 있다. 이에 따라, 도가니에서 용융된 금속이 노즐 내로 유입됨에 따라 용융 니플(the melt nipple)을 차가운 무화 가스(the cold atomisation gas)에 대해 열적으로 차폐시키는 것이 매우 중요한데, 그렇지 않으면 용융물은 크게 냉각되어 제조된 분말의 품질(입자 형상, 입자 크기, 입자 크기 분포 폭)을 크게 악화시키거나 무화(atomisation)를 불가능하게 만들기 때문이다. 그러므로 문헌 DE10340606B4에는 적당한 차폐(shielding)가 제시되어 있다. 하나의 도전은 노즐로 유입되기 전에 무화 가스의 유동 프로파일(flow profile)에 불리하게 영향을 주지 않는 방식으로 차폐를 설계하는 것인데, 그것은 이 유동 프로파일이 또한 제조된 분말의 품질에 상당한 영향을 주기 때문이다.
문헌 DE10340606B4에 기재된 장치의 단점은 화학적으로 도가니 코팅과 반응하고 이러한 반응 때문에 불순물이 섞이게 되는 재료는 도가니에서 용융될 수 없고 가루로 만들어질 수 없다는 사실에 있다. 이러한 문제는 예컨대 티타늄의 도가니 용융에 대해 발생한다. 그러므로 도가니 없이 금속을 용융하기 위한 장치가 이미 문헌 DE4102101A1에서 제시되어 있다. 이에 의해, 금속 로드(metal rod)가 유도 코일(induction coil)에 의해 용융되고 나서 마찬가지로 무화 노즐(atomisation nozzle)에 의해 무화된다. 그러나, 무화 가스에 의해 크게 냉각된 로드(rod)를 용융시킬 때 발생되는 용융 유동물(melt flow)의 문제는 문헌 DE10340606B4에 따른 장치에서 보다도 문헌 DE4102101A1에 따른 장치에서 더욱 상당한 정도로 발생한다.
이러한 문제를 피하기 위해 문헌 DE4102101A1에 따른 장치에 의해 완전히 다른 타입의 무화가 제안되었다. 이 장치에 따르면, 노즐은 용융 유동물이 노즐 내로 유입되는 제1 개구부를 포함한다. 무화 가스는 다시 제1 개구부와 다른 노즐의 측면 개구부(lateral opening)를 통해, 따라서 노즐을 통한 용융 유동물의 유동방향에 대해 수직한 방향으로 노즐 내로 유도된다. 노즐 내에서 무화 가스는 큰 충격(impulse)으로 용융 유동물을 수직으로 때리고 이 용융 유동물을 흩뜨리며, 이후 분말로 동결되는 방울들(drops)이 형성된다. 또한 기본적으로 무화의 동일한 타입이 문헌 EP1765536B1에 기재되어 있다. 노즐로 유입되기 전에 용융 유동물의 냉각은 무화 가스의 노즐 내로의 측면 유입의 방법에 의해 적어도 부분적으로 방지된다.
그러나, 문헌 DE4102101A1과 문헌 EP1765536B1에 기재된 타입의 무화(atomisation)로는 오직 비교적 큰 입자 크기 분포 폭의 분말만이 제조될 수 있다는 것이 밝혀졌다. 따라서 특정 상황에서 원하는 입자 크기는 오직 부적절한 정밀도로만 설정될 수 있어서, 경우에 따라 많은 낭비가 발생할 수 있다. 이에 기인하여 제조 비용이 증가할 수 있다.
그러므로 본 발명의 목적은 가능한 한 큰 다수의 재료가 가루로 만들어질 수 있고, 제조된 분말의 입자 크기 및 입자 크기 분포가 가능한 한 정밀하게 설정될 수 있는 장치 및 방법을 창출하는 것이다.
상기의 목적은 독립 청구항들에 따른 장치 및 방법에 의해 실현된다. 특별한 실시예들은 종속항들에 기재되어 있다.
그러므로 제시된 것은 분말을 제조하기 위해 도가니 없이 재료를 용융하고, 상기 용융된 재료를 무화하기 위한 장치로서, 상기 장치는
무화 노즐(atomisation nozzle);
적어도 부분적으로(at least in sections) 상기 무화 노즐을 향하는 방향으로 좁아지는 권선(windlings)을 가진 유도 코일; 및
적어도 부분적으로 상기 유도 코일 내로 도입되는 재료 로드(material rod);를 포함하고,
상기 유도 코일은 용융 유동물(melt flow)을 생성하기 위해 상기 재료 로드의 재료를 용융하도록 구성되며,
상기 유도 코일 및 상기 무화 노즐은 상기 무화 노즐 내로 유입될 수 있는 무화 가스에 의해(by way of an atomisation gas) 상기 용융 유동물을 무화하기 위해 상기 용융 유동물이 상기 무화 노즐의 제1 개구부를 통해 상기 무화 노즐 내로 유입될 수 있도록 하는 방식으로 배치된다.
상기 무화 노즐은 상기 무화 가스가 오직 상기 무화 노즐의 상기 제1 개구부를 통해 상기 무화 노즐 내로 유입될 수 있거나 유입되도록 하는 방식으로 설계된다. 더욱, 상기 무화 노즐은 적어도 상기 무화 가스의 음속에 이르기까지(up to the speed of sound) 상기 무화 가스를 상기 용융 유동물에 대해 평행한 방향으로, 바람직하게는 상기 무화 노즐을 통한 상기 용융 유동물의 유동 방향에 대해 평행한 방향으로 가속시키도록 구성된다. 상기 재료 로드 및 상기 유도 코일은 또한 상기 용융 유동물의 상기 무화 노즐 내로의 유입 전에, 따라서 전형적으로 상기 무화 노즐과 마주하는 상기 재료 로드의 단부와 상기 무화 노즐 사이의 일 영역에서 상기 유도 코일에 의해 유도 가열될 수 있거나 유도 가열되도록 하는 방식으로 배치된다. 특히 그 단부가 상기 무화 노즐과 마주하는 상기 유도 코일은 상기 용융 유동물이 냉각되지 않도록, 자유롭게 유동하는 상기 용융 유동물이 유도 가열될 수 있거나 유도 가열되도록 하는 방식으로 설계된다. 상기 용융 유동물은 예를 들어, 무화 공정(atomisation process)을 위해 필요한 최대 온도를 유지하도록 하는 방식으로 가열된다. 상기 용융 유동물은 대부분 상기 용융 유동물이 자유롭게 흐르는 영역에서, 따라서 일반적으로 상기 무화 노즐과 마주하는 상기 재료 로드의 단부와 상기 무화 노즐 사이에서 상기 무화 가스에 노출되며, 상기 무화 가스는 거기에서 모든 면에서 상기 용융 유동물 주위를 둘러싸고 흐른다.
또한 제안된 것은 도가니 없이 재료를 용융하고 상기 용융 재료를 무화하여 분말을 제조하기 위한 방법으로서, 상기 방법은
적어도 부분적으로(at least in sections) 원추형으로 테이퍼지는(taper) 유도 코일 내로 적어도 부분적으로 재료 로드를 도입하고;
상기 재료 로드를 용융하여 용융 유동물(melt flow)을 생성하기 위해 상기 유도 코일에 교류 전압(alternating voltage)을 인가하고;
무화 노즐의 제1 개구부를 통해 상기 용융 유동물을 상기 무화 노즐 내로 유입시키고; 그리고
무화 가스를 상기 무화 노즐 내로 유입시켜서 상기 용융 유동물을 상기 무화 가스에 의해(by way of the atomisation gas) 무화하는; 단계들을 포함하고,
상기 제1 개구부를 통해 상기 무화 노즐 내로 유입시켜야 하고 및/또는 유입시키는 상기 무화 가스는 적어도 상기 무화 가스의 음속에 이르기까지 상기 용융 유동물의 유동 방향에 대해 평행한 방향으로, 바람직하게는 상기 무화 노즐을 통한 상기 용융 유동물의 유동 방향에 대해 평행한 방향으로 가속되어서, 상기 용융 유동물은 분열되거나(divided up) 심지어 파열하여(burst) 마이크로미터 범위 및/또는 서브-마이크로미터 범위(sub-micrometer range)의 입자 크기(grain size)를 가진 분말이 생성되며; 그리고
상기 용융 제트(melt jet)는 상기 용융 제트의 상기 무화 노즐로의 유입 전에 상기 유도 코일에 의해 유도 가열된다.
단순화를 위해 상기 무화 노즐, 상기 유도 코일 및 상기 재료 로드는 이하에서 노즐, 코일 및 로드로 나타낸다. 용융물(the melt)을 무화하기 위해 예상되는(envisaged) 완전하거나 기본적으로 완전한 무화 가스가 상기 용융 유동물과 동일하게 상기 노즐의 제1 개구부를 통해 상기 노즐 내로 유입된다. 상기 노즐의 상기 제1 개구부는 보통 상기 코일 및 상기 로드와 마주한다. 따라서 상기 노즐의 제2 개구부를 통해 다시 상기 노즐의 외측으로 빠져나가는 것은 일반적으로 상기 무화 가스 및 상기 완전히 또는 부분적으로 가루로 만들어진(pulverised) 용융 유동물이다. 따라서 상기 노즐은 상기 제1 및 제2 개구부와는 별개로 바람직하게 예컨대 문헌 DE4201101A1 및 문헌 EP1765536B1에 따른 장치를 가진 경우에서와 같이 노즐 축(nozzle axis)에 수직하거나 기본적으로 수직하게 가스를 유입시키기 위해 더이상 개구부들, 특히 측면 개구부들을 포함하지 않는다.
매우 좋은 결과를 가진 분말을 제조하기 위해 여기서 제시된 상기 장치 및 여기서 제시된 상기 방법으로 다수의 다른 재료가 도가니 없는 방식으로 무화될 수 있다는 것이 밝혀졌다. 따라서 좁은 입자 직경 분포 폭을 가진 분말이 제조될 수 있으며, 여러 공정 매개변수(process parameters) 및/또는 장치 매개변수(device parameters)에 의해 소정의 입자 직경 및 분포가 잘 설정될 수 있다. 매우 높은 온도에서 노즐 무화되어야 하는 재료는 도가니 재료(crucible material)를 용융시키거나 도가니 재료와 반응하여 불순물이 섞이게 된다는 사실 때문에, 도가니에서 용융될 수 없는 재료들도 또한 무화될 수 있다는 사실에서 중요한 이점이 있다. 무화 전에 용융 유동물의 냉각 또는 동결은 상기 코일에 의한 상기 용융 유동물의 가열에 의해 효과적으로 방지된다.
일반적으로, 상기 재료 로드, 상기 코일 및 상기 무화 노즐은 중력이 작용하는 수직방향을 따라 정렬된다. 이에 따라 상기 용융 유동물은 중력의 영향 하에서, 또는 적어도 중력의 영향 하에서 또한 상기 무화 노즐을 통해 떨어진다. 상기 로드, 상기 코일 및 상기 노즐은 각각 원통형 대칭 또는 대략적으로 원통형 대칭을 가질 수 있으며, 이에 따라 상기 로드, 상기 코일 및 상기 노즐은 전형적으로 그것들의 대칭축이 동일한 직선 위에 배치되도록 하는 방식으로 배치된다. 그러나 상기 로드, 상기 코일 및 상기 노즐은 또한 기본적으로 임의의 단면 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 노즐은 슬롯형, 직사각형, 타원형 또는 원형 단면을 가질 수 있다. 마찬가지로 상기 로드는 원형, 타원형 또는 다각형 단면을 가질 수 있다. 상기 로드는 또한 플레이트 형상의 방식으로 설계될 수 있다. 이에 따라 상기 코일 및 상기 노즐의 형상은 따라서 상기 로드의 플레이트 형상에 적합하도록 형성된다.
상기 코일은 보통 적어도 3개의 권선(windings), 바람직하게는 3개와 6개 사이의 권선을 포함한다. 상기 코일 및 상기 로드의 치수(dimension)는 바람직하게 서로에 대해 적합하게 되어서, 상기 로드의 용융을 위해 상기 코일로부터 상기 로드로의 더욱 효율적인 에너지 전달이 달성될 수 있다. 상기 코일은 바람직하게 대략 50 kHz와 200 kHz 사이로 되는, 바람직하게는 100 kHz와 150 kHz 사이로 되는 교류 전압 f를 받는다. 상기 코일은 보통 상기 로드의 재료에 따라 상기 로드를 용융하기 위해 10 kW와 150 kW 사이의 전력으로 작동된다.
상기 용융 유동물의 상기 노즐을 통한 유동방향으로 상기 노즐 축을 따르는 상기 노즐의 단면적은 연속적인 방식으로, 또는 적어도 부분적으로(at least sections) 감소할 수 있다. 상기 유동방향에서 상기 노즐 축을 따르는 상기 노즐의 단면적은 예컨대 선형으로, 또는 선형보다도 더 크게 감소할 수 있다. 상기 노즐은 예를 들어 라발 노즐(Laval nozzle)로 설계될 수 있다.
상기 라발 노즐은 상기 라발 노즐의 축으로부터 반경방향으로 멀리 떨어진 윤곽선(contour)을 가질 수 있어서, 조용한 환경(calm environment)의 상태에서 상기 가속화된 가스까지의 흐름은 상기 라발 노즐의 축에 대해 이미 먼 거리에 있는 상기 라발 노즐을 통해 유도된다. 예를 들어 상기 노즐의 제1 개구부의 영역에서 상기 라발 노즐의 윤곽선(contour)의 직경은 대략 상기 코일 직경의 0.5배 내지 3배, 바람직하게는 0.8배 내지 2배로 될 수 있다. 상기 언급된 코일 직경과 관련하여, 그것은 상기 노즐로부터 떨어져 있는 상기 코일의 단부 또는 상기 노즐과 마주하는 상기 코일의 단부에서의 상기 코일 직경의 경우일 수 있다.
하나의 변형(variant)은 소위 이단 노즐(two-stage nozzle)로 되는 것인데, 상기 노즐 축에 대해 수직한 평면(plane)에서 환형의 엣지(annular edge)가 발생하도록 2개의 다른 곡면의 노즐 윤곽선(two differently curved nozzle contours)이 서로 합쳐진다.
상기 장치는 전형적으로 상기 재료 로드를 유지시키고, 올리고, 내리기 위한 승강장치를 포함한다. 상기 로드는 예컨대 상기 방법의 실행 동안 상기 노즐과 마주하고 상기 로드가 주로 용융되는 상기 로드의 단부의 위치를 거의 일정하게 유지시키기 위해 연속적으로 상기 코일 내로 공급된다. 상기 승강장치는 바람직하게 예컨대 적어도 1 min-1의 회전속도로 상기 로드 축에 대해 상기 로드를 회전시키도록 부가 구성되어서, 상기 로드의 용융은 가능한 한 균일하게 실현된다.
이하에서 상기 재료 로드(the material rod)를 언급한다면, 상기 재료 로드는 고체이고 아직 용융되지 않은 것으로 이해해야 한다. 특히 상기 로드와 상기 장치의 다른 구성요소들 사이의 거리 측정과 관련하여 용융물(the melt) 또는 용융 유동물(the melt flow)은 상기 재료 로드의 일부로서 간주되어서는 않된다.
상기 로드가 형성되는 재료는 금속 또는 세라믹을 포함할 수 있다. 상기 분말이 제조되는 상기 재료 로드의 재료는 예컨대 아래의 재료들 중의 하나의 금속 또는 아래의 재료들 중의 하나 이상의 합금을 함유할 수 있다: 티타늄, 알루미늄, 철, 지르코늄(zirconium), 하프늄(hafnium), 바나듐, 니오브(niobium), 탄탈(tantalum), 크롬, 몰리브덴, 볼프람(wolfram), 레늄(rhenium), 니켈, 코발트.
50μm 미만의 질량 관련 평균 입자 직경(mass-related mean grain diameter)을 가진 분말이 상기 제시된 방법으로 제조될 수 있다. 상기 평균 질량 관련 입자 직경은 또한 10μm 미만 또는 1μm 미만으로 될 수 있다.
상기 제조된 분말의 입자 크기 분포의 폭은 직경 d84 및 d50으로 특징화될 수 있다. 이것들은 아래와 같이 형성된다:
분말의 84%(중량 퍼센트)는 d84보다 작은 입자 직경을 가지며, 분말의 50%(중량 퍼센트)는 d50보다 작은 입자 직경을 가진다. 예컨대 d84/d50≤2.8, 바람직하게는 d84/d50≤2.3, 특히 d84/d50≤1.8을 가진 분말이 상기 제시된 방법으로 제조될 수 있다.
상기 무화 노즐의 가장 작은 내경 dmin은 특히 좁은 입자 크기 분포를 실현하기 위해 7 mm, 바람직하게는 5 mm, 특히 바람직하게는 3 mm보다 작을 수 있다. 이에 의해 상기 내경은 각각의 경우에서 상기 노즐 축에 대해 수직하게, 또는 상기 노즐을 통한 상기 용융 유동물의 유동방향에 대해 수직하게 결정되도록 한다. 전형적으로, 가장 작은 직경은 노즐 축을 따라서 노즐 또는 노즐 튜브가 가장 작은 단면적을 가지는 위치에서 발생한다. 상기 내경은 바람직하게 단면의 중심점(middle point)을 통해 이어지는 직선을 따라서 결정된다.
상기 노즐 축과, 또는 상기 노즐을 통한 상기 용융 유동물의 유동방향과 수직으로 교차하는, 구체적으로 상기 노즐 축을 따르는, 또는 상기 유동방향을 따르는 위치에서 수직으로 교차하고, 상기 무화 노즐의 단면적, 특히 따라서 상기 노즐에 의해 형성되는 채널의 단면적이 최소로 되는 평면(plane)은 상기 장치의 특성화(characterisation)를 위한 역할을 할 수 있다. 단순화를 위해 이 평면은 이하에서 또한 가장 좁은 단면을 가진 평면으로 표현된다.
충분히 가까운 방식으로 상기 용융물을 상기 노즐로 공급하기 위해 구조적인 조치가 취해질 수 있어서, 상기 용융물은 상기의 방식으로 상기 무화 가스의 가스 유동에 의해 가능한 많이 포획될(captured) 수 있다. 실제로 용융이 완전한 방식으로 발생하는 가장 낮은 지역(region)에서 상기 재료 로드에 대한 상기 코일의 필요한 근접성에 기인하여 상기 노즐에 대한 용융 지역의 바람직한 최대 거리가 발생하여서, 상기 로드의 나머지 부분들(remains)이 비대칭으로, 또는 중심에서 벗어나서 남아있게 되며, 따라서 에너지적인 이유(energetic reasons) 때문에 대개 차가우며 상기 용융 유동물을 포획하고 가속시키는 가스 유동에 의한 냉각에 기인하여 많은 비용이 들더라도 상기 노즐로 가는 도중의 상기 용융 유동물의 냉각 및 동결은 피해져야 한다. 더 빠른 가스 유동물과 용융 유동물 사이에서의 전단 응력(shear stresses)에 기인하는 용융 제트(the melt jet)의 내부에서의 압력 증가는 상기 노즐의 가장 좁은 단면적으로 가는 경로(path)에서 우선적으로 영향을 받게 되는 반면에, 다른 방법으로는 차가운 가스는 비교적 짧은 시간 동안만 상기 용융물과 접촉상태로 되는데, 그 이유는 이러한 접촉 전이나 후에도 차가운 가스는 최대의 확률에서 용융물과 공통의 방향을 갖지 않기 때문이며, 따라서 가스는 이미 높은 운동 에너지를 가지며, 따라서 더이상 가능하고 원치않는 냉각으로 공통 경로(common paths)가 커버(cover)되지 않기 때문에, 임의의 부분에서 더욱 장시간의 접촉이 필요없다.
이러한 이유 때문에 상기 재료 로드 및 상기 무화 노즐은 그러므로 상기 재료 로드와 가장 좁은 단면의 상기 평면 사이의 가장 작은 거리 L이 7ㆍdmin보다 더, 6ㆍdmin보다 더, 5ㆍdmin보다 더, 또는 4ㆍdmin보다 더 작다. 따라서 예를 들어 무화 전의 상기 용융 유동물의 냉각에 더 크게 대응할 수 있다. 상기 노즐과 마주하는 상기 로드의 단부에서 상기 로드는 전형적으로 거의 원뿔 형상(cone shape)을 가진다. 이에 따라 L은 보통 상기 가장 좁은 단면의 평면까지의 상기 콘 팁(cone tip)의 거리이다.
상기 무화 노즐과 상기 유도 코일은 바람직하게 별개의 구성요소로 설계된다. 그러므로 상기 유도 코일은 특히 상기 노즐에 통합되지 않는다. 상기 유동방향에서, 이러한 실시예를 가진 상기 코일은 일반적으로 상기 노즐의 전부에, 또는 상기 노즐 위에 배치된다. 상기 장치는 특히 이것에 대해(with this) 유연(flexible)하다. 예를 들어 상기 코일은 상기 노즐에 대해 용이하게 교체되거나 조정될 수 있다. 더욱, 상기 노즐이 상기 코일에 의해 너무 많이 가열되거나 심지어 용융되는 것이 효과적으로 방지될 수 있다.
상기 유도 코일과 상기 무화 노즐은 무화 전에 너무 많은 상기 용융 유동물의 냉각 또는 심지어 동결을 방지하기 위해, 그리고 상기 용융 유동물의 유동을 도울 수 있게 하기 위해 상기 유도 코일과 상기 가장 좁은 단면의 평면 사이의 가장 작은 거리 amin가 4ㆍdmin보다 더 작게, 3ㆍdmin보다 더 작게, 또는 2ㆍdmin보다 더 작게 되도록 서로 배치될 수 있다. 바람직하게, 상기 amin는 이에 따라 상기 노즐 축에 대해 평행한, 또는 상기 용융 유동물의 유동방향에 대해 평행한 방향으로 결정된다. 상기 코일은 또한 상기 노즐까지 직접 도달할 수 있거나 상기 노즐과 접촉 상태로 될 수 있다. 이러한 경우 무엇보다도 상기 노즐은 비전도성 재료로 되어야 한다.
상기 노즐의 상기 코일과의 전자기 결합(electromagnetic coupling)을 방지하고 가급적 상기 코일에 의한 상기 노즐의 유도 가열을 피하기 위해 상기 노즐은 매우 좋거나 매우 나쁜 전기 전도체인 재료로 될 수 있다. 상기 노즐 재료가 매우 좋은 전도체인 경우에는 열의 형태로 상기 노즐에서 발산되는 저항 손실(ohmic loses)은 거의 발생하지 않는다. 반대로 상기 노즐 재료가 매우 나쁜 전도체라면, 상기 노즐에서 전혀 또는 거의 와전류(eddy currents)가 유발되지 않아서 전혀 또는 거의 저항 손실로 이어지지 않는다. 이러한 이유로 상기 노즐 재료의 비전기저항(specific electrical resistance)에 대해 ρ≤0.02ㆍ10-6Ωm 또는 ρ≥10-2Ωm로 된다.
상기 장치의 추가적인 특별한 실시예는 고압 챔버, 상기 무화 노즐을 통해 상기 고압 챔버와 유체 연결 상태로 되는 무화 챔버, 상기 고압 챔버 내로 상기 무화 가스를 유입시키고 상기 고압 챔버 내의 제1 가스압 p1의 [폐루프(closed-loop)] 조절을 위한 제1 압력 조절수단, 상기 무화 챔버 내의 제2 가스압 p2의 조절을 위한 제2 압력 조절수단을 포함하고, 상기 제1 및 제2 압력 조절수단은 p1/p2＞1.8 및 p1＞10 bar가 되도록 하는 방식으로 상기 용융 유동물의 유동방향에 대해 평행한 방향으로 상기 무화 가스를 가속시키기 위해 상기 압력 p1과 p2를 설정하도록 구성되는 것을 특징으로 한다. 따라서 상기 제1 가스압 p1은 상기 제2 가스압 p2보다 더 크다.
상기 무화 챔버 내의 상기 제2 가스압 p2는 전형적으로 약 1 bar이다. 상기 노즐의 전부에서, 상기 노즐의 내부 및 상기 노즐의 뒤에서 상기 무화 가스의 가속은 상기 가스압 p1과 p2의 설정에 의해 영향을 받고 조절될 수 있다. 따라서 특히 상기 노즐 내로의 상기 용융 유동물의 유입 전 및/또는 상기 용융 유동물의 무화 전에서, 상기 용융 유동물로 상기 무화 가스에 의해 전달되는 전단 응력이, 그리고 이 경우가 될 수 있는 바와 같이 상기 용융 유동물의 중심화(centering) 및 뻗어나감(stretching)의 정도가 또한 영향을 받을 수 있다. 예컨대 상기 제1 및 제2 압력 조절수단은 각각 하나 이상의 펌프, 도관들, 노즐들, 밸브들, 압축기 및/또는 고압 가스탱크를 포함할 수 있다.
무엇보다도 상기 노즐과 마주하는 재료 로드의 단부에서, 따라서 전형적으로 그 하단부에서 가능한 한 효과적이고 균일한 방식으로 상기 재료 로드를 가열하는 것이 특히 유리한데, 그 이유는 거기에서 상기 로드의 용융이 발생하기 때문이다. 상기 노즐과 마주하는 상기 재료 로드의 단부는 또한 상기 코일 내부에 배치되어야 하며, 따라서 바람직하게 상기 유동방향에서 상기 노즐과 마주하는 상기 코일의 단부를 넘어 돌출하지 않아야 한다.
또한, 만일 상기 노즐과 마주하는 상기 재료 로드의 단부의 지역(region)에 배치되는 상기 유도 코일의 권선들(windings) 중의 적어도 하나가 이 지역에서 상기 로드 축에 대해 가능한 한 대칭으로 되는 전자기장을 발생시키기 위해 적어도 부분적으로(at least in sections) 상기 로드 축에 대해 수직하게 이어진다면 유리하다. 적어도 부분적으로 상기 노즐과 마주하는 상기 코일의 적어도 마지막 권선은 바람직하게 상기 로드 축에 대해, 또는 상기 용융 유동물의 유동방향에 대해 수직하게 이어진다. 적어도 상기 마지막 권선은 바람직하게 상기 로드 축을, 또는 상기 로드 축에 수직하거나 거의 수직한 평면(plane)에서 상기 로드 축의 가상의 연장부(an imagined extension)를 완전히 또는 거의 완전히 둘러싼다.
따라서 상기 권선들 중의 적어도 하나는, 특히 상기 마지막 권선은 일 위치에서 전기적으로 중단되는(electrically interrupted) 링 전도체(ring conductor)로서, 바람직하게는 거의 폐쇄된 링 전도체로서 설계될 수 있다. 상기 중단(interruption)은 에어 갭(air gap)으로서 또는 절연재에 의해 실현될 수 있다. 링 전도체라는 용어는 링 형상의 전도체들을 포함해야 할 뿐만 아니라 다수의 형상을 포함하는 것이다. 결정적인 것은 그 길이가 가장 큰 부분을 통해 상기 링 전도체는 기본적으로 평면으로 이어지고 거의 폐쇄 전도체 루프(closed conductor loop)를 형성한다. 예컨대, 상기 링 전도체는 상기 로드 축에 대해 수직하거나 기본적으로 수직한 평면에서, 또는 상기 용융 유동물의 유동방향에 대해 수직하거나 또는 기본적으로 수직하게 적어도 50퍼센트, 적어도 70퍼센트 또는 적어도 90퍼센트로 이어질 수 있다. 상기 링 전도체는 상기 로드 축에 대해 수직하거나 거의 수직하게 적어도 180도로, 적어도 225도로, 적어도 270도로, 적어도 315도 또는 거의 360도로 상기 로드 축 또는 상기 로드 축의 가상의 연장부를 둘러쌀 수 있다. 상기 링 전도체는 주로 원형, 타원형, 직사각형 또는 다각형 방식으로 설계될 수 있다. 상기 링 전도체는 대략 말굽의 형상을 가질 수 있다. 상기 링 전도체는 대칭의 형상으로 될 필요가 없다. 그러나 상기 링 전도체는 바람직하게 상기 로드 축 또는 상기 용융 유동물의 유동방향에 대해 회전 대칭으로, 또는 거의 회전 대칭으로 배치된다. 따라서 상기 링 전도체는 예컨대 대략 원형의 방식으로 설계될 수 있다.
특별한 실시예로서, 상기 코일은 전술한 타입의 적어도 2개의 링 전도체를 포함할 수 있다. 상기 적어도 2개의 링 전도체는 동일한 전도체 재료, 예컨대 동(copper)으로 형성될 수 있다. 상기 적어도 2개의 링 전도체는 전기적으로 병렬로 연결될 수 있다. 상기 링 전도체들은 다른 주변(periphery)(둘레(perimeter), 원주(circumference))과 함께 형성되고 및/또는 상기 로드 축을 따라 다른 거리를 가진 단면들을 가질 수 있어서, 병렬로 연결되는 상기 링 전도체들은 각각 대략 동일한 전기 저항을 가지며, 그리고/또는 상기 로드 축을 따라 가능한 한 균질의 장 분포(field distribution)를 발생시킨다. 전술한 단면(cross section)과 관련하여, 그것은 링 전도체의 전도체 튜브 또는 전도체 와이어의 단면의 경우이다. 예컨대 제1 링 전도체 및 제2 링 전도체는 병렬로 연결될 수 있으며, 상기 제1 링 전도체는 상기 제2 링 전도체보다 더 큰 주변(periphery)을 가진다. 예컨대 상기 노즐까지의 상기 제1 링 전도체의 거리는 상기 노즐까지의 상기 제2 링 전도체의 거리보다 더 크다. 이 경우에 상기 제1 링 전도체의 단면은 상기 제2 링 전도체의 단면과 비교하여 확장될 수 있다.
상기 유도 코일은 적어도 부분적으로(at least in sections) 나선형 방식으로, 구체적으로 상기 로드 축에 대해 평행한 방향에 대해 0(zero)과 다른 피치(pitch)로 바람직하게는 연속적인 방식으로 감겨질 수 있으며, 이 부분(section)에서 상기 권선들은 상기 로드 축에 대해 대칭적인 원추형의 엔빌로프(the envelope of a cone)로 이어진다. 상기 코일의 권선(windings) 또는 턴(turns)은 부분적으로 또는 연속적으로 예컨대 상기 로드 축에 수직한 평면에 대해 5도 이상의, 10도 또는 15도 이상의 각도를 가질 수 있다.
상기 유도 코일을 형성하는 전도체는 상기 유도 코일을 냉각하도록 냉각 유체를 유도하기 위해 중공의 튜브로 설계될 수 있다. 상기 중공의 튜브의 단면은 원형, 타원형 또는 직사각형일 수 있다. 상기 중공의 튜브는 공급 흐름과 복귀 흐름을 위해 2개의 분리된 중공 챔버를 포함하는 이중 중공의 튜브로 설계될 수 있다.
상기 로드의 윤곽선(contour)을 따르는 쉴드(shield), 예컨대 회전 대칭으로 되고 상기 노즐에 대해 개방된 쉴드가 세라믹과 같이 전기적으로 비전도성의 재료들을 용융하고 무화하기 위해, 가열의 한 변형으로서 상기 로드와 상기 코일 사이에 배치될 수 있다. 상기 쉴드는 바람직하게 내고온성이고 유도 결합하는 재료, 예컨대 플라티늄으로 형성된다. 상기 쉴드는 일반적으로 자체적으로 유도 가열되고 열 방사(thermal radiation)에 의해 상기 로드로 열을 방출한다.
상기 로드 자체는 도가니(crucible)로, 쓸모없는 잔류 분말, 재료 먼지 및 부스러기의 반납부(return)로 설계될 수 있다. 이를 위해, 상기 로드는 적당하고 채울 수 있는 캐비티(cavity)들을 가질 수 있다. 그와 같은 캐비티는 예컨대 상기 잔류 재료가 채워질 수 있는 코어(the core) 내의 원통형 리세스일 수 있다.
적어도 상기 무화 가스의 음속으로, 길이 LB를 가진 비교적 짧은 가속 경로를 따라 상기 용융 유동물의 유동방향에 대해 평행하게 가속되는 무화 가스에 의해 특히 좁은 입자 크기 분포를 가진 분말이 제조될 수 있다. 예를 들어, LB≤5ㆍdmin으로 될 수 있으며, dmin는 이미 전술한 상기 노즐 축에 대해 수직한 상기 무화 노즐의 가장 작은 직경이다. 따라서 길이 LB를 가진 경로를 통해 진행 중인 상기 유동방향에 평행한 상기 무화 가스의 속도 v는 Δv의 양만큼 변화하며, 예컨대 Δv≥0.9ㆍv0이고, v0는 상기 무화 가스의 음속을 가리킨다.
전술된 무화 노즐에 부가해서 여기서 제시된 상기 장치는 상기 무화 노즐과 정렬되어(aligned) 배치된 추가 노즐을 포함할 수 있어서, 상기 용융 유동물은 또한 상기 추가 노즐을 통해 유도될 수 있거나 유도된다. 상기 추가 노즐은 상기 추가 노즐 내로 유입된 가스의 음속의 적어도 0.5배에 이르기까지 상기 용융 유동물에 평행한 방향으로 상기 용융 유동물과 함께 상기 추가 노즐 내로 유입되는 가스를 가속하도록 하는 방식으로, 특히 바람직하게는 층류(laminar) 방식으로 설계될 수 있다. 예컨대 상기 추가 노즐은 상기 용융 유동물의 유동방향으로 단조롭게, 또는 매우 단조롭게 테이퍼진 단면을 가질 수 있다. 상기 추가 노즐은 예컨대 또한 라발 노즐(Laval nozzle)로 설계될 수 있다. 상기 제2 노즐의 크기(dimensions)는 상기 무화 노즐의 크기와 다를 수 있다. 예컨대 상기 추가 노즐의 가장 작은 단면은 상기 무화 노즐의 가장 작은 직경보다 더 클 수 있다.
상기 추가 노즐은 바람직하게 상기 재료 로드와 상기 무화 노즐 사이에, 따라서 상기 용융 유동물의 유동방향으로 상기 무화 노즐 전부에 배치된다. 특히 상기 추가 노즐은 이에 따라 심지어 가스가 상기 무화 노즐 내로 진입하기 전에 상기 추가 노즐 내로 유입된 가스를 가속시키는 역할을 할 수 있다. 이에 대한 대안으로 또는 부가적으로, 상기 추가 노즐은 상기 용융 유동물이 상기 무화 노즐 내로 진입하기 전에 상기 용융 유동물을 이미 중심에 오도록 하고 및/또는 뻗어나가게 하며 가속시킬 수 있다. 그러나, 상기 추가 노즐이 상기 용융 유동물의 유동방향으로 상기 무화 노즐 뒤에 배치되는 배치구조도 또한 가능하다.
본 발명의 실시예들은 첨부 도면들에 나타나 있으며, 아래의 기재에 의해 더욱 상세하게 설명된다.
도 1은 재료를 용융하고 분말로 무화하기 위한 본 발명에 따른 장치의 개략적인 단면도로서 상기 장치는 재료 로드, 유도 코일 및 무화 노즐을 포함한다.
도 2는 도 1의 재료 로드와 유도 코일과 무화 노즐의 개략적인 확대도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 유도 코일의 개략적인 제1의 특별 실시예이다.
도 4는 도 1 및 도 2에 나타낸 유도 코일의 개략적인 제2의 특별 실시예이다.
도 5는 도 1 및 도 2에 나타낸 유도 코일의 개략적인 제3의 특별 실시예이다.
도 6은 도 1 및 도 2에 나타낸 유도 코일의 개략적인 제4의 특별 실시예이다.
도 7은 도 6에 따른 유도 코일의 실시예의 개략적인 평면도이다.
도 8은 예컨대 세라믹과 같이 유도적으로 결합하지 않는 재료들에 대한 개략적인 특별 실시예이다.
도 9는 추가 노즐이 무화 노즐과 정렬되어 배치된 상기 제시된 장치의 개략적인 추가 실시예이다.
도 1은 도가니 없이 재료를, 여기서는 티타늄을 용융하고 상기 재료를 분말로 무화하기 위한 본 발명에 따른 장치(1)의 실시예의 단면도를 개략적으로 나타낸 것이다. 이 장치(1)는 재료 로드(3)와 유도 코일(4)과 무화 노즐(5)이 배치되는 컨테이너(2)를 포함한다. 로드(3), 코일(4) 및 노즐(5)은 각각 원통형 대칭으로, 또는 대략 원통형 대칭 방식으로, 그리고 수직축(9)을 따라 정렬된다. 로드(3)의 대칭의 축과 코일(4)의 대칭의 축과 노즐(5)의 대칭의 축은 각각 축(9)과 일치한다. 이 축은 중력이 작용하는 z-방향에 평행하게 진행한다. 코일(4)과 노즐(5)은 특히 별개의 구성요소로서 설계된다. 코일(4)은 노즐(5) 위에 배치되고 z-방향을 따라 노즐(5)과 떨어져 있다.
재료 로드(3)는 여기서 티타늄으로부터 형성되고, 부분적으로 코일(4) 내로 삽입된다. 승강장치(13)가 로드(3)를 지지하고 이 로드(3)를 양 및 음의 z-방향(10)을 따라 이동하도록 구성된다. 승강장치(13)는 또한 화살표(14)로 나타낸 바와 같이, 200 min-1에 이르는 회전 속도로 로드 축에 대해 로드(3)를 회전시킬 수 있다. 코일(4)은 노즐(5)과 마주하는 하단부에서 로드(3)와 결합하고(engage) 로드를 둘러싼다. 상기 로드 축에 대해 수직하게 결정되거나 한정되는 로드의 단면은 예컨대 12 내지 40 mm의 로드 직경을 가진다. 권선(4a, 4b)의 영역(region) 내의 코일(4)은 로드(3)보다 다소 큰 직경을 가진다. 코일(4)은 여기서 동(copper)으로부터 형성되고, 수 개의 권선(4a-d)을 포함한다. 권선(4a-d)은 적어도 부분적으로(at least in sections) 노즐(5)을 향하는 방향으로 좁아지게 된다. 노즐(5)로부터 떨어져 있는 코일(4)의 단부에 있는 제1 권선(4a)은 예컨대 노즐(5)과 마주하는 마지막 권선(4d)보다 더 큰 권선 직경을 가진다.
컨테이너(2)의 내부는 분리 또는 파티션 벽(6)에 의해 분리벽(6) 위에 놓인 고압 챔버(7)로, 그리고 분리벽(6) 아래에 놓인 무화 챔버(8)로 분리되며, 고압 챔버(7)와 무화 챔버(8)는 노즐(5)을 통해 유체 연결 상태로 된다. 코일(4)과 재료 로드(3)는 고압 챔버(7) 내에 배치된다. 고압 챔버(7) 내의 제1 가스압(p1)과 무화 챔버(8) 내의 제2 가스압(p2)은 제1 압력 조절수단(17)과 제2 압력 조절수단(18)을 통해 설정될 수 있다. 제1 압력 조절수단은 예컨대 아르곤을 가진 고압 가스 어큐뮬레이터(accumulator), 고압 도관 및 고압 밸브를 포함하며, 아르곤 가스는 고압 도관(conduit) 및 고압 밸브를 통해 고압 챔버(7)로 유입될 수 있다. 제2 압력 조절수단(18)은 예컨대 토출 공기 밸브와 토출 공기 도관을 포함한다. 여기서, 제1 가스압(p1)은 15 bar로 조절되고, 제2 가스압(p2)은 대략 1 bar로 조절되어서, 대략 p1/p2=15의 경우로 된다.
코일(4)은 여기서는 나타나 있지 않지만, 대략 100 kHz의 교류원에 의해, 그리고 대략 20 kW의 전원으로 작동된다. 이러한 이유로, 코일(4)은 전기 전도성 로드(3)에서 교번 자기장(magnetic alternating fields)을 유도한다. 로드(3)는 이러한 방식으로 유도 가열되어서, 로드(3)는 노즐(5)과 마주하는 하부 로드 단부(15)에서 적어도 그 표면이 용융된다. 이러한 방법에 의해 z-방향으로 하향으로 유동하는 용융 유동물(16)이 발생한다.
노즐(5)과 마주하는 로드(3)의 로드 단부(15), 코일(4) 및 노즐(5)은 도 2에서 약간 확대 표시되어 나타나 있다. 여기서 그리고 이후에, 반복되는 특징들은 각각 동일한 참조 번호를 가진다. 로드(3)의 유도 가열에 의해 생성된 연속적인 용융 유동물(16)은 z-방향(10)으로 하향으로 유동하며, 코일(4) 및 로드(3)와 마주하는 노즐(5)의 제1 개구부(20)를 통해 노즐(5) 내로 유입된다. 노즐(5)은 라발 노즐(Laval nozzle)로 설계된다. 노즐(5)의 형상은 고압 챔버(7) 내의 제1 가스압(p1)과 무화 챔버(8) 내의 제2 가스압(p2) 사이의 압력차와 함께 여기서 화살표(19)로 강조된, z-방향으로의 무화 가스의 가속에 영향을 미친다. 여기서, 무화 가스(19)는 z-방향으로 가속되어 제1 개구부(20)를 통해 노즐(5) 내로 유입된다. 여기서 제시된 방법은 에너지와 관련하여 비교적 작은 노력으로 실행될 수 있는데, 그 이유는 특히 무화 가스(19)를 예열할 필요가 없기 때문이다. 노즐(5)은 오직 제1 개구부(20)를 통해 고압 챔버(7)와 유체 연결 상태로 된다. 무화 가스(19)는 따라서 제1 개구부(20)를 통해 독점적으로 노즐(5) 내로 유입된다.
용융 유동물(16)은 이제 z-방향으로 층류(laminar) 방식으로 가속되는 무화 가스(19)의 층류 유동에 의해 결합되고 중심으로 모아진다. 그리고 나서 용융 유동물(16)은 이 가속된 가스 유동과 함께 제1 개구부(20)를 통해 노즐(5) 내로 이끌어지고 노즐(5)을 통해 안내된다. 더 빠른 무화 가스(19)에 기인하여, z-방향으로 더 느리게 유동하는 용융물에 전단 응력(shear stresses)이 전달된다. 이러한 전달은 층류 파이프 유동의 경우에서 역 벽 전단 응력(inverse wall shear stress)과 유사하게 수행되며, 유동방향으로 용융 유동물(16)의 내부에 압력의 증가를 야기한다. 반면에, 라바 노즐(5)의 형상 때문에, 더 빠르게 더 빠르게 얻어지는 무화 가스(19)의 유동에서 압력 강하(pressure drop)가 영향을 받는다. 용융 유동물(16)의 내부 압력이 매우 크게 되자마자 곧 용융 유동물(16)은 파열되고 작은 방울들(droplets)(21)로 무화된다. 용융 유동물(16) 또는 작은 방울들(21)은 이제 노즐(5)의 제2 개구부(22)를 통해 무화 챔버 내로 유입된다. 제2 개구부(22)는 오직 노즐(5)과 무화 챔버(8) 사이에서만 유체 연결된다.
따라서 상기 작은 방울들의 냉각 및 동결 후에 상기 용융 재료의 좁게 분포되고 구형이고 매우 미세한 분말이 발생한다. 51 μm의 질량 관련 평균 입자 직경을 가진 티타늄 분말이 본 실시예에서 생성된다. 그리고 나서 이것은 생성된 티타늄 분말의 입자 직경 분포의 폭에 대해 d84/d50 ≤ 2.6인 경우로 된다.
고품질 분말의 생성을 위해 중요한 매개변수(parameter)는 무화 노즐(5)의 가장 작은 내경 dmin(참조 번호 23)으로 특징화되는 최소 노즐 단면이다. 여기서, dmin = 6 mm이다. 노즐 축(9)에 대해 수직한 평면(plane)(24)이 도 2에서 강조되어 있는데, 이 평면에서 노즐의 단면적이 최소로 되고, 노즐(5)의 내경은 가장 작은 값 dmin으로 상정한다.
무화 전에 용융 유동물(16)의 냉각 또는 동결에 대응하기 위해 로드(3)를 노즐(5)에 가능한 가깝게 유도하는 것이 유리하다. 여기서, 로드(3)와 노즐(5)은 평면(24)과 로드(3) 사이의 가장 작은 거리(25)가 대략 3배(threefold)의 dmin에만 이르도록, 따라서 대략 18 mm에 이르도록 하는 방식으로 배치된다.
무화를 위해 용융 유동물(16)에 공급되거나 공급되어야 하는 기계적 에너지(mechanical energy)는 바람직하게 용융 유동물(16)과 함께 할 때까지 층류로 가속되지 않는 무화 가스(19)의 초기의 비활동(resting) 또는 기본적으로 비활동 유동의 전단 응력에 의해 용융 유동물(16) 내로 합쳐진다. 노즐(5)은 무화 가스(19)의 유동이 용융 유동물(16)의 무화에 이르기까지 층류로 남아 있도록 하는 방식으로 설계된다. 용융 유동물(16)은 따라서 무화 가스(19)의 심지어 더 느린 유동에 의해 포획되고 가속되며, 유동방향을 따라 뻗어나가서 테이퍼진다. 무화를 위해 필요한 에너지는 노즐(5)을 통한 이러한 유동 전에 이미 용융 유동물(16)로 전달될 수 있다.
로드(3)와 가장 좁은 노즐 단면의 평면(24) 사이의, 여기에 기재된 장치에서 비교적 작은 거리(25)는 따라서 또한 적어도 무화 가스(19)의 음속에 이르기까지 로드(3)와 평면(24) 사이의 거리(25)보다 더 짧은 가속 경로(acceleration path)를 따라 무화 가스가 용융 유동물(16)의 유동방향에 대해 평행하게 가속되는 효과를 가진다. 그러므로 여기서 상기 가속 경로의 길이는 특히 3배의 dmin보다 더 작다. 무화 가스(19)는 가장 좁은 단면의 평면(24)을 통과할 때 음속을 실현한다.
무화 전에 용융 유동물(16)의 냉각 또는 동결이 방지되는 더 효과적인 조치는 코일(4)을 가능한 한 노즐에 인접하게 이끌어서, 가능하다면 노즐(5) 내로의 진입 전에 용융 유동물(16)이 여전히 냉각물(the cool) 내에서 유동하고 적어도 코일(4)의 마지막 권선(4d)에 의해 둘러싸이고 포위되도록 하는 것이다. 여기서 제시된 실예에서, 노즐(5)과 마주하는 코일(4)의 단부와 가장 좁은 노즐 단면의 평면(24) 사이의 가장 작은 거리(amin)(참조번호 26)는 2배의 dmin보다 더 작으며, 따라서 대략 12 mm보다 더 작다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 로드(3), 코일(4) 및 노즐(5)은 용융 유동물(16)이 노즐(5)과 마주하는 로드(3)의 단부와 노즐(5) 사이의, 또는 노즐(5)과 마주하는 로드(3)의 단부와 가장 좁은 단면의 평면(24) 사이의 일 영역에서 코일(4)에 의해, 특히 적어도 마지막 권선(4d)에 의해 연속해서 가열되도록 하는 방식으로 배치된다. 이러한 이유 때문에, 적어도 마지막 권선(4d)은 용융 유동물(16)의 유동방향을 따라 노즐(5)과 마주하는 로드의 단부와 노즐(5) 사이에 배치된다. 노즐(5)이 노즐(5)에 가까이 유도되는 코일(4)에 의해 가열되는 것을 동시에 방지하기 위해, 노즐(5)은 주로 비 전기저항(specific electrical resistance)이 예컨대 2ㆍ10-2Ωm보다 더 큰 재료로부터 형성된다.
부분적으로(in sections) 권선(4b-d)은 각각 로드 축(9)에 대해 수직하게 정렬되기 때문에, 노즐(5)과 마주하는 로드의 단부에서 로드(3)의 용융은 도 2에 나타낸 배치에 의해 특히 효율적인 방식으로 실현된다. 각각 로드 축(9)에 대해 수직하게 정렬되는 인접한 권선들의 부분(sections)은 각각 일정한 피치(pitch)(G)로 브릿지되는 경사 부분(oblique sections)에 의해 연결된다.
상기 젯트(jet)의 유도 가열이 특히 효과적인 방식으로 실현될 수 있도록, 로드(3)가 용융되는 용융 속도(melt rate)(시간당 질량)는 연속적인 용융 유동물(16)을 생성하기에 충분히 크게 되도록 하는 것이 중요하다. 용융 속도는 예컨대 적어도 분당 0.5 kg, 또는 적어도 분당 1 kg이 되어야 한다. 연속적인 용융 유동물(16)을 생성하기 위해 필요한 용융 속도는 물론 용융 재료의 특별한 특성에 좌우되며, 재료에 따라(예컨대 점도, 표면장력) 변할 수 있다.
코일(4)의 개략적인 특별한 실시예들이 도 3 내지 도 7에 나타나 있다.
도 3은 권선들(4b-d)이 나선형으로 감겨서 가상의 콘(imagined cone)의 엔빌로프(envelope)(26)로 이어지며, 상기 콘은 로드 축(9)에 대해 대칭으로 되는 코일(4)의 실시예를 나타낸 것이다. 360도의 완전한 회전에 의해 각 권선은 피치(G)를 극복한다. 코일(4)을 형성하는 전도체(conductor) 또는 도관 튜브(27)의 직경은 P로 표시된다. G는 일반적으로 P보다 다소 크다. 예를 들어, G≥1.5ㆍP로 될 수 있다. 전도체(27)는 냉각 유체에 의한 냉각을 위해 동(copper)의 중공 튜브로 설계된다. 이 중공 튜브의 외경(P)은 예컨대 12 mm로 될 수 있다. 이 튜브의 벽두께는 2 mm로 될 수 있다.
도 4에 따른 코일(4)의 실시예는 여기서는 코일이 전기적으로 병렬로 연결되고 다시 각각 나선형 방식으로 감겨서 하단을 향해 원추형으로 좁아지게 되는 2개의 도관 튜브(27a, 27b)를 포함하는 점에서 도 3에 따른 코일과 다르다. 중공 튜브(27a, 27b)는 마찬가지로 동으로 형성된다. 그러나 여기서 그것들의 외경(P)은 오직 6 mm로 되어야 한다. 벽두께는 오직 1 mm이다. 도관 튜브(27a, 27b)는 이에 의해 도 3에 따른 도관 튜브(27)보다 더 상당히 단순한 방식으로 감겨질 수 있다. 여기서 전도체(27a, 27b)의 피치(G)는 또한 예컨대 각 경우에 18 mm이지만, 가장 작은 직경(du)은 상당히 더 작다.
도 5에 나타낸 코일(4)의 실시예에서, 코일(4)은 직사각형의 단면을 가진 이중 중공 튜브로 설계되는 전도체(28)를 포함한다. 전도체(28)의 단면의 높이는 H로 표시되고, 폭은 B로 표시된다. 상기 이중 중공 튜브는 서로 결합되고 그 캐비티들이 분리되며, 따라서 유체 연결 상태로 되지 않는 2개의 개별 중공 튜브(28a, 28b)를 포함한다. 중공 튜브(28a, 28b)는 각각 측면 길이(Hi)를 가진 사각의 단면을 가지며, H=2ㆍHi이다.
도 6은 권선들(4b-d)이 각각 대략 말굽의 방식으로 형성된 슬리브로 설계되고, 각각 코일 축(9)에 대해 수직하게 정렬된 코일(4)의 추가 실시예를 나타낸 것이다. 따라서 도 6에 따른 코일(4)은 코일 축(9)에 대해 특히 높은 대칭을 가진 필드(fields)를 생성한다. 따라서 재료 로드(3)는 특히 균일한 방식으로 용융될 수 있다.
각 슬리브는 일 위치에서 전기적으로 중단되고 거의 폐쇄적으로 되는 링 전도체(ring conductor)를 형성하며, 따라서 각 경우에서 340도에 이르는 정도로 축(9)을 둘러싼다. 상기 전기 중단은 에어 갭(air gaps)(31b-d)으로 설계된다.
권선들(4a-d)은 전기적으로 병렬로 연결되고, 각각 냉각 유체를 유도하기 위한 중공 튜브로 설계된다. 권선(4a-d)을 형성하는 이 중공 튜브들은 각각 단면이 L 형상으로 된 2개의 보완 피스(complementary piece)로 이루어진다. 그러므로 각 중공 튜브의 단면은 평행사변형의 형상을 가진다. 권선(4b)을 형성하는 중공 튜브(29)는 예컨대 피스들(29a, 29b)로 이루어지며, 이들은 땜납(solder) 연결(30)에 의해 연결된다. 피스들(29a, 29b)의 외면과 내면은 차례로 콘 단면(cone section)을 형성한다. 내경들(d1, d2, d3)은 z-방향(10)으로 감소한다. z-방향(10)을 따라 정의되는 권선들 사이의 거리(t1, t2)는 똑같이 크다.
권선들(4b-d)은 각각 동일한 도관 재료(conduit material)로 제작되며, 각각 다른 주변(periphery)을 가진다. 병렬로 연결된 개별 권선들(4b-d)에서 흐르는 유동은 로드의 하단에서 가능한 한 로드의 균일한 용융을 위해 각 경우에 권선들(4b-d)을 다른 단면을 갖게 함으로써 조정될 수 있다. 여기서, 권선들(4b-d)의 높이(H1, H2, H3)는 각 경우에서 다르게 되는 것으로 도시되어 있다. 특히, 높이(H1, H2, H3)는 직경(d1, d2, d3)과 함께 바닥에서 상단까지 선형으로 증가한다. 이로 인해, 병렬로 연결된 권선들에서 각 경우에서 흐르는 유동이 대략 동일하게 되어서, 로드(3)는 그 하단에서 그 표면이 가능한 한 균일한 방식으로 용융된다.
도 7로부터 추론될 수 있는 바와 같이, 다른 권선들(4b-d)의 에어 갭(31b-d)은 부가적으로 각도(α1, α2)로 서로 회전되어 있다.
도 8은 특히 비 유도 결합 재료(non-inductively coupling material)들, 예컨대 세라믹이 용융될 수 있는 장치(1)의 실시예를 나타낸 것이다. 로드의 윤곽선(contour)을 따르고, 즉 회전 대칭으로 되고, 노즐에 대해 개방된 쉴드(shield)(32)가 코일(4)에 의해 로드(3)를 가열하기 위해 배치된다. 쉴드(32)는 내고온성이고 유도 방식으로 결합하는 재료, 예컨대 플라티늄으로 형성된다. 쉴드(32)는 자체적으로 유도 가열되어 열 방사에 의해 로드로 열을 방출한다.
시험 결과:
d = 50 mm의 직경을 갖고 용융되는 알루미늄의 로드와 함께 1차 시험에서, 고주파 변압기에 의해 약 14 kW의 전력이 약 40 min-1의 로드의 속도로 전달되었고, 연결(coupling in) 이후에 이 변압기의 자기장이 약 105 kHz에서 여기되었다. 10 bar의 노즐 무화 압력(고압 챔버에서의 가스 압력)에서 방울 방울 떨어지고 아직 연속적이지 않은 용융 유동물이 매우 좋은 전도체의 노즐의 경우에서 생성되었고, 알루미늄의 낮은 용융 온도 때문에 용융 영역의 위치를 인식하는 것은 쉽지 않았다.
스테인리스 스틸 1.4462의 50 mm 로드와 함께 또 다른 시험의 경우에는 16 kW가 101 kHz에서 전달되었다. 다시, 속도는 약 40 min-1이었고, 노즐은 좋은 전도체였다. 10 bar의 제1 가스압에서 짧은 시간 동안 연속적인 용융 유동물이 생성될 수 있었고, 그 외에는 오직 방울 방울 떨어지는 재료 배출이 있었다.
스테인리스 스틸 1.4462의 38 mm 로드와 함께 추가 시험의 경우에 107 kHz에서 대략 25-35 kW의 영역에서 매우 다른 전력들이 전달되었다. 속도는 다시 약 40 min-1이었고, 노즐은 이때 비 전도체여서 코일과 라발 노즐 사이에 특히 작은 거리가 설정될 수 있었다. 더욱, 전술된 이단 노즐이 여기서 적용되었다. 20 bar의 노즐 무화 압력에서 연속적인 용융 유동물이 생성될 수 있었다. 이에 의해 평균 입자 크기는 d50 = 49 μm 였으며, d84/d50은 2.68과 같았다.
이단 윤곽선(two-stage contour)을 가진 비 전도체의 라발 노즐(Laval nozzle)과 함께, 대기에 대해 17-19 bar의 노즐 무화 압력에서 20 mm 직경을 가진 티타늄 로드들의 노즐 무화에 약 35 kW의 전력이 112 kHz의 주파수에서 전달되었다. 속도는 상기와 동일하였다. d84/d50 = 2.60에서 d50 = 51.4 μm의 평균 입자 크기와 d84/d50 = 1.78에서 23.7 μm의 부분 유동이(in a part-flow) 발생하였다.
도 9는 도 1의 장치(1)의 수정된 실시예를 나타낸 것이다. 이미 전술되고 특히 도 1의 맥락에 있는 특징들은 계속해서 동일한 참조 번호로 표시된다. 도 9에 따른 장치(1)는 분리벽(6)과 재료 로드(3) 사이에 추가 분리벽(34)이 z-방향(10)을 따라 배치된 점에서 도 1에 따른 장치(1)와 다르다. 추가 분리벽(34) 내의 관통 개구부가 추가 노즐(33)을 형성한다. 추가 노즐(33)의 단면은 양의 z-방향(10)으로, 따라서 용융 유동물(16)의 유동방향으로, 콘(cone)의 형상으로 테이퍼진다. 추가 노즐(33)의 노즐 축은 축(9)과 일치하여서, 무화 노즐(5)과 추가 노즐(33)은 정렬된(aligned) 방식으로 배치된다.
로드 단부(15)에서 발생하는 용융 유동물이 먼저 추가 노즐(33) 내로 유입된다. 이것은 재료 로드(3)와 마주하는 진입 개구부에서 추가 노즐(33)로 진입하는 무화 가스(19)를 용융 유동물(16)의 유동방향과 평행하게, 따라서 양의 z-방향을 따라 적어도 무화 가스(19)의 0.5배로 가속하도록 하는 방식으로 설계된다. 따라서 용융 유동물(16)은 무화 노즐(5) 내로의 진입 전에 이미 중심으로 모이고 뻗어나가게 된다. 이것은 실현된 입자 크기 분포 폭과 관련된 것 뿐만 아니라 실현된 입자 크기와 관련하여, 무화 노즐(5)에서 생성된 분말의 품질을 매우 큰 정도로 향상시킬 수 있다는 것이 밝혀졌다. 도 9에서 노즐 축(9)에 대해 수직하게 결정되는 추가 노즐(33)의 가장 작은 단면의 면적은 무화 노즐(5)의 가장 작은 단면의 면적의 적어도 5배로 된다. 그러나 이것과 다른 추가 노즐(33)의 설계도 또한 가능하다.
추가 노즐(33)이 전술한 바와 같이 무화 가스(19)를 (미리) 가속시키도록 분리벽(34)의 양측에 적당한 압력차가 요구된다. 이 압력차는 전술한 제1 압력 조절수단(17)에 의해, 그리고 제3 압력 조절수단(35)에 의해 발생된다. 제1 압력 조절수단(17)에서의 경우와 같이 제3 압력 조절수단(35)은 아르곤을 가진 고압 가스 어큐뮬레이터에 연결되는 고압 도관과 압력 조절밸브를 포함하며, 이 고압 도관과 압력 조절밸브를 통해 아르곤 가스가 분리벽들(6, 34) 사이의 중간 공간(36)으로 유입될 수 있다. 압력 조절수단들(17, 18, 34)은 예컨대 중간 공간(36)에서의 가스압(p3)이 약 p3=(p1+p2)/2로 되도록 하는 방식으로 설정될 수 있으며, p1과 p2는 전술한 바와 같이 고압 챔버(7)와 무화 챔버(8)에서의 가스압을 가리킨다. 이 경우에서 압력 조절수단들(17, 18, 35)은 p2<p3<p1가 되도록 설정되어야 한다.

Claims (22)

  1. 분말을 제조하기 위해 도가니 없이 재료를 용융하고, 상기 용융된 재료를 무화하기 위한 장치(1)로서,
    무화 노즐(5);
    적어도 부분적으로 상기 무화 노즐(5)을 향하는 방향으로 좁아지는 권선(4a-d)을 가진 유도 코일(4); 및
    적어도 부분적으로 상기 유도 코일(4) 내로 도입되는 재료 로드(3);를 포함하고,
    상기 유도 코일(4)은 용융 유동물(16)을 생성하기 위해 상기 재료 로드(3)의 재료를 용융하도록 구성되며,
    상기 유도 코일(4) 및 상기 무화 노즐(5)은 상기 무화 노즐(5) 내로 유입될 수 있는 무화 가스(19)에 의해 상기 용융 유동물(16)을 무화하기 위해 상기 용융 유동물(16)이 상기 무화 노즐(5)의 제1 개구부(20)를 통해 상기 무화 노즐(5) 내로 유입될 수 있거나 유입되도록 하는 방식으로 배치되며,
    상기 무화 노즐(5)은 상기 무화 가스(19)가 오직 상기 무화 노즐(5)의 상기 제1 개구부(20)를 통해 상기 무화 노즐(5) 내로 유입될 수 있거나 유입되도록 하는 방식으로 설계되고; 상기 무화 노즐(5)은 적어도 상기 무화 가스(19)의 음속에 이르기까지 상기 무화 가스(19)를 상기 용융 유동물(16)에 대해 평행한 방향으로 가속시키도록 구성되며; 상기 재료 로드(3) 및 상기 유도 코일(4)은 상기 용융 유동물(16)의 상기 무화 노즐(5) 내로의 유입 전에 상기 유도 코일(4)에 의해 유도 가열될 수 있거나 유도 가열되도록 하는 방식으로 배치되는 것을 특징으로 하는 장치(1).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 재료 로드(3)를 형성하는 재료는 금속 또는 세라믹을 포함하고, 상기 금속은 바람직하게 알루미늄, 철 또는 티타늄을 함유하는 것을 특징으로 하는 장치(1).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 무화 노즐(5)의 가장 작은 내경 dmin(23)은 7 mm보다 더 작은 것을 특징으로 하는 장치(1).
  4. 제1항 내지 제3항 중의 한 항에 있어서,
    상기 무화 노즐(5)의 최소 단면적에 의해 주어지는 평면(24)이 상기 무화 노즐(5)의 노즐 축(9)에 대해 수직하게 또는 상기 용융 유동물(5)의 유동방향에 대해 수직하게 결정되고, 상기 재료 로드(3) 및 상기 무화 노즐(5)은 상기 재료 로드(3)와 상기 평면(24) 사이의 가장 작은 거리 L(25)은 L≤5ㆍdmin이 적용되는 것을 특징으로 하는 장치(1).
  5. 제1항 내지 제4항 중의 한 항에 있어서,
    상기 무화 노즐(5) 및 유도 코일(4)은 개별 구성요소로서 설계되는 것을 특징으로 하는 장치(1).
  6. 제1항 내지 제5항 중의 한 항에 있어서,
    상기 무화 노즐(5)의 노즐 축에 대해 수직하게 결정되는 상기 무화 노즐(5)의 최소 단면적에 의해 주어지는, 상기 유도 코일(4)과 상기 평면(24) 사이의 가장 작은 거리 amin(26)에 대해 amin≤5ㆍdmin이 적용되고, 상기 거리 amin(26)는 바람직하게 상기 노즐 축에 대해 평행한 방향으로, 또는 상기 용융 유동물(16)의 유동방향에 대해 평행한 방향으로 결정되는 것을 특징으로 하는 장치(1).
  7. 제1항 내지 제6항 중의 한 항에 있어서,
    상기 무화 노즐(5)에서 상기 유도 코일(4)의 활성에 의해 발산되는 열량의 최소화를 위해 상기 무화 노즐(5)은 비전기저항 ρ가 ρ≤0.02ㆍ10-6Ωm 또는 ρ≥10-2Ωm이 적용되는 노즐 재료로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 장치(1).
  8. 제1항 내지 제7항 중의 한 항에 있어서,
    고압 챔버(7), 상기 무화 노즐(5)을 통해 상기 고압 챔버(7)와 유체 연결 상태로 되는 무화 챔버(8), 상기 고압 챔버(7) 내로 상기 무화 가스(19)를 유입시키고 상기 고압 챔버(7) 내의 제1 가스압(p1)의 조절을 위한 제1 압력 조절수단(17), 상기 무화 챔버(8) 내의 제2 가스압(p2)의 조절을 위한 제2 압력 조절수단(18)을 포함하고, 상기 제1 및 제2 압력 조절수단은 p1/p2＞1.8 및 p1＞10 bar가 되도록 하는 방식으로 상기 용융 유동물(16)의 유동방향에 대해 평행한 방향으로 상기 무화 가스(19)를 가속시키기 위해 상기 압력들(p1, p2)을 설정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치(1).
  9. 제1항 내지 제8항 중의 한 항에 있어서,
    상기 무화 노즐(5)과 마주하는 상기 재료 로드(3)의 단부(15)의 지역에 배치되는 상기 유도 코일(4)의 상기 권선들(4a-d) 중의 적어도 하나는, 특히 바람직하게는 상기 무화 노즐(5)과 마주하는 상기 유도 코일(4)의 적어도 마지막 권선(4d)은 상기 지역에서 상기 재료 로드(3)의 상기 로드 축에 대해 가능한 한 대칭으로 되는 전자기장을 발생시키기 위해 적어도 부분적으로 상기 로드 축에 대해 수직하게 이어지는 것을 특징으로 하는 장치(1).
  10. 제9항에 있어서,
    적어도 하나의 권선(4d)은 일 위치에서 전기적으로 중단되는 링 전도체로서, 바람직하게는 거의 폐쇄된 링 전도체로서 설계되는 것을 특징으로 하는 장치(1).
  11. 제10항에 있어서,
    링 전도체들 중의 적어도 2개는 전기적으로 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 장치(1).
  12. 제11항에 있어서,
    다른 원주를 가진 링 전도체들이 다르게 설계된 단면 및/또는 코일 축을 따라 서로 다른 거리를 가져서, 상기 각 링 전도체는 대략 동일한 전기 저항을 가지며, 상기 로드 축을 따라 가능한 한 균일한 장 분포(field distribution)를 발생시키는 것을 특징으로 하는 장치(1).
  13. 제1항 내지 제12항 중의 한 항에 있어서,
    상기 유도 코일(4)은 적어도 부분적으로 나선형 방식으로 감기며, 특히 바람직하게는 상기 로드 축에 대해 평행한 방향에 대해 0(zero)과 다른 피치(pitch)로 연속적인 방식으로 감기며, 상기 권선들(4a-d)은 이 부분에서 상기 로드 축에 대해 대칭적인 원추형의 엔빌로프(the envelope of a cone)로 이어지는 것을 특징으로 하는 장치(1).
  14. 제1항 내지 제13항 중의 한 항에 있어서,
    상기 유도 코일(4)을 형성하는 전도체는 냉각 유체를 유도하기 위해 중공 튜브로 설계되는 것을 특징으로 하는 장치(1).
  15. 제1항 내지 제14항 중의 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 추가 노즐(33)이 상기 무화 노즐(5)과 정렬되어 배치되고, 바람직하게는 상기 재료 로드(3)와 상기 무화 노즐(5) 사이에 배치되어서, 상기 용융 유동물(16)은 또한 상기 추가 노즐(33)을 통해 유도될 수 있거나 유도되며, 상기 추가 노즐(33)은 상기 추가 노즐(33) 내로 유입된 가스의 음속의 적어도 0.5배에 이르기까지 상기 용융 유동물(16)에 평행한 방향으로 상기 용융 유동물(16)과 함께 상기 추가 노즐(33) 내로 유입되는 가스를 가속하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치(1).
  16. 도가니 없이 재료를 용융하고 상기 용융 재료를 무화하여 분말을 제조하기 위한 방법으로서,
    적어도 부분적으로 원추형으로 테이퍼지는 유도 코일(4) 내로 적어도 부분적으로 재료 로드(3)를 도입하고;
    상기 재료 로드(3)를 용융하여 용융 유동물(16)을 생성하기 위해 상기 유도 코일(4)에 교류 전압을 인가하고;
    무화 노즐(5)의 제1 개구부(20)를 통해 상기 용융 유동물(16)을 상기 무화 노즐(5) 내로 유입시키고; 그리고
    무화 가스(19)를 상기 무화 노즐(5) 내로 유입시켜서 상기 용융 유동물(16)을 상기 무화 가스(19)에 의해 무화하는; 단계들을 포함하고,
    상기 무화 가스(19)는 상기 무화 노즐(5)의 제1 개구부(20)를 통해 상기 무화 노즐(5) 내로만 유입되며;
    상기 제1 개구부(20)를 통해 상기 무화 노즐(5) 내로 유입되어야 하는 및/또는 유입되는 상기 무화 가스(19)는 적어도 상기 무화 가스(19)의 음속에 이르기까지 상기 용융 유동물(16)의 유동방향에 대해 평행한 방향으로 가속되어서, 상기 용융 유동물(16)은 분열하거나 심지어 파열하여 마이크로미터 범위 및/또는 서브-마이크로미터 범위의 입자 크기를 가진 분말이 생성되며; 그리고
    상기 용융 유동물(16)은 상기 용융 유동물(16)의 상기 무화 노즐(5)로의 유입 전에 상기 유도 코일(4)에 의해 유도 가열되는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 무화 가스(19)는 적어도 상기 무화 가스(19)의 음속으로 길이(LB)를 가진 가속 경로를 따라 상기 용융 유동물(16)의 유동방향에 대해 평행하게 가속되며, LB에 대해 LB≤5ㆍdmin이 적용되고, dmin(23)는 상기 노즐 축에 대해 수직한 상기 무화 노즐(5)의 가장 작은 직경인 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서,
    상기 용융 유동물(16)은 상기 무화 노즐(5)과 정렬되는 추가 노즐(33)을 통해 유도되고, 상기 용융 유동물(16)과 함께 상기 추가 노즐(33) 내로 유입되는 가스는 상기 추가 노즐(33) 내로 유입된 가스의 음속의 적어도 0.5배에 이르기까지 상기 용융 유동물(16)에 평행한 방향으로 가속되는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제16항 내지 제18항에 따른 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는, 분말, 특히 금속 분말 또는 세라믹 분말.
  20. 제19항에 있어서,
    50 μm보다 더 작은 질량 관련 평균 입자 직경을 특징으로 하는 분말.
  21. 제19항 내지 제20항 중의 한 항에 있어서,
    상기 분말의 84%(중량 퍼센트)는 d84보다 작은 입자 직경을 가지며, 상기 분말의 50%(중량 퍼센트)는 d50보다 작은 입자 직경을 가지며, d84/d50≤2.8, 바람직하게는 d84/d50≤2.3, 특히 바람직하게는 d84/d50≤1.8이 적용되는 것을 특징으로 하는 분말.
  22. 제19항 내지 제21항 중의 한 항에 있어서,
    상기 분말은 티타늄, 알루미늄, 철, 지르코늄, 하프늄, 바나듐, 니오브, 탄탈, 크롬, 몰리브덴, 볼프람, 레늄, 니켈, 코발트의 재료들 중의 하나의 금속 또는 재료들 중의 하나 이상의 합금으로부터 제조되는 것을 특징으로 하는 분말.
KR1020167018159A 2013-12-20 2014-12-19 분말 제조를 위해 도가니 없이 재료를 용융하고 용융된 재료를 무화하기 위한 장치 및 방법 KR102304964B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013022096.3 2013-12-20
DE102013022096.3A DE102013022096B4 (de) 2013-12-20 2013-12-20 Vorrichtung und Verfahren zum tiegelfreien Schmelzen eines Materials und zum Zerstäuben des geschmolzenen Materials zum Herstellen von Pulver
PCT/EP2014/078849 WO2015092008A1 (de) 2013-12-20 2014-12-19 Vorrichtung und verfahren zum tiegelfreien schmelzen eines materials und zum zerstäuben des geschmolzenen materials zum herstellen von pulver

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160101004A true KR20160101004A (ko) 2016-08-24
KR102304964B1 KR102304964B1 (ko) 2021-09-27

Family

ID=52278634

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167018159A KR102304964B1 (ko) 2013-12-20 2014-12-19 분말 제조를 위해 도가니 없이 재료를 용융하고 용융된 재료를 무화하기 위한 장치 및 방법

Country Status (12)

Country Link
US (1) US10946449B2 (ko)
EP (1) EP3083107B1 (ko)
KR (1) KR102304964B1 (ko)
CN (1) CN105899312B (ko)
BR (1) BR112016014264B1 (ko)
CA (1) CA2934433C (ko)
DE (2) DE102013022096B4 (ko)
ES (1) ES2769777T3 (ko)
PL (1) PL3083107T3 (ko)
SG (1) SG11201604837YA (ko)
SI (1) SI3083107T1 (ko)
WO (1) WO2015092008A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102344225B1 (ko) 2020-11-02 2021-12-29 주식회사 이엠엘 고융점 금속 분말 제조장치 및 제조방법

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013022096B4 (de) 2013-12-20 2020-10-29 Nanoval Gmbh & Co. Kg Vorrichtung und Verfahren zum tiegelfreien Schmelzen eines Materials und zum Zerstäuben des geschmolzenen Materials zum Herstellen von Pulver
CN105499558B (zh) * 2016-02-04 2018-02-06 株洲铼因材料技术有限公司 一种球形铼合金粉末及其制备方法、应用
US11110540B2 (en) * 2016-05-02 2021-09-07 Electronics And Telecommunications Research Institute Extruder for metal material and 3D printer using the same
CN105880612B (zh) * 2016-06-28 2018-07-06 浙江亚通焊材有限公司 一种增材制造用活性金属粉末制备方法
CN106001586A (zh) * 2016-06-29 2016-10-12 湖州慧金材料科技有限公司 一种非接触式熔化的高效气体雾化装置
CN107096922B (zh) * 2017-04-25 2019-12-10 上海材料研究所 一种用于真空紧耦合气雾化制粉的中间漏包系统
JP6969714B2 (ja) * 2017-06-21 2021-11-24 株式会社ミヤデン 誘導加熱コイル
CN107745130B (zh) * 2017-09-26 2019-10-18 江苏威拉里新材料科技有限公司 一种高温铌钨合金粉体的制备方法
CN107900366B (zh) * 2017-12-27 2020-12-01 北京康普锡威科技有限公司 气雾化连续制备3d打印用钛或钛合金粉末的装置及方法
CN108252826B (zh) * 2017-12-29 2020-01-03 哈尔滨工程大学 一种主动式金属燃料输送与熔化装置
US11433488B2 (en) * 2018-03-15 2022-09-06 Gkn Aerospace St. Louis Llc Gas dispersion for additive manufacturing
DE102019201472A1 (de) * 2019-02-05 2020-08-06 Deutsches Institut Für Lebensmitteltechnik E.V. Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung feiner Fettpartikel
CN109773200B (zh) * 2019-03-22 2024-03-19 浙江亚通新材料股份有限公司 一种用于制备活性金属粉末的气雾化喷嘴
DE102019122000A1 (de) 2019-08-15 2021-02-18 Ald Vacuum Technologies Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Zerteilen einer elektrisch leitfähigen Flüssigkeit
DE102019121998A1 (de) * 2019-08-15 2021-02-18 Ald Vacuum Technologies Gmbh EIGA-Spule mit ringförmigen Windungen
DE102019214555A1 (de) 2019-09-24 2021-03-25 Ald Vacuum Technologies Gmbh Vorrichtung zur Verdüsung eines Schmelzstromes mittels eines Gases
DE102019134737A1 (de) * 2019-12-17 2021-06-17 Sata Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Herstellung einer Spritzpistole, insbesondere Farbspritzpistole, und/oder zumindest eines Teils einer Spritzpistole, insbesondere Farbspritzpistole und Spritzpistole, insbesondere Farbspritzpistole
CN112024900A (zh) * 2020-08-24 2020-12-04 四川容克斯科技有限公司 一种球形金属钒粉及其制备方法、应用
DE102021112151A1 (de) 2021-05-10 2022-11-10 Ald Vacuum Technologies Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen von Metallpulver unter Verwendung einer Induktions- und einer Zwischenspule
CN113231640B (zh) * 2021-06-10 2023-09-01 江苏智仁景行新材料研究院有限公司 一种惰性气体与等离子联合雾化金属粉末的装置及方法
CN113996798A (zh) * 2021-11-04 2022-02-01 上海电气集团股份有限公司 气雾化制备合金粉末的装置及包含其的雾化系统
CN114406273B (zh) * 2022-01-25 2024-03-22 沈阳工业大学 一种用于3d打印技术的钛合金球形粉末的多级气雾化制备方法
DE102022211865A1 (de) 2022-11-09 2024-05-16 Gfe Metalle Und Materialien Gmbh Vorrichtung zur Verdüsung eines Schmelzstromes mittels eines Verdüsungsgases

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR910000128A (ko) * 1988-06-30 1991-01-29 원본미기재 나노입자형태 단백질의 분산성 교질상 시스템을 제조하는 방법
US5284329A (en) * 1991-01-25 1994-02-08 Leybold Alktiengesellschaft System for the production of powders from metals
US5792258A (en) * 1995-01-31 1998-08-11 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. High-frequency induction heater and method of producing semiconductor single crystal using the same
US20080093045A1 (en) * 2004-06-17 2008-04-24 Karl Rimmer Method for Producing Metal Products

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2864137A (en) 1952-10-25 1958-12-16 Helen E Brennan Apparatus and method for producing metal strip
GB1272229A (en) 1968-11-27 1972-04-26 British Iron Steel Research Improvements in and relating to the treatment of molten material
FR2541428A1 (fr) * 1983-02-17 1984-08-24 Commissariat Energie Atomique Procede de combustion du bitume
DE3311343A1 (de) * 1983-03-29 1984-10-04 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Metallpulver und verfahren zu dessen herstellung
JPS60189901A (ja) * 1984-03-09 1985-09-27 Sumitomo Special Metals Co Ltd 希土類・ボロン・鉄系永久磁石用合金粉末の製造方法
DE3533964C1 (de) 1985-09-24 1987-01-15 Alfred Prof Dipl-Ing Dr-I Walz Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Feinstpulver in Kugelform
DE3533954A1 (de) * 1985-09-24 1987-03-26 Agfa Gevaert Ag Automatisch be- und entladbare roentgenfilmkassette und hierfuer geeignetes roentgenfilmkassettenbe- und -entladegeraet
US4762553A (en) * 1987-04-24 1988-08-09 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Method for making rapidly solidified powder
US5022455A (en) 1989-07-31 1991-06-11 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Method of producing aluminum base alloy containing silicon
GB9004214D0 (en) * 1990-02-24 1990-04-18 Rolls Royce Plc An apparatus and method for atomising a liquid
US5004153A (en) * 1990-03-02 1991-04-02 General Electric Company Melt system for spray-forming
US5609922A (en) 1994-12-05 1997-03-11 Mcdonald; Robert R. Method of manufacturing molds, dies or forming tools having a cavity formed by thermal spraying
DE19631582A1 (de) * 1996-08-05 1998-02-12 Geesthacht Gkss Forschung Verfahren zur Herstellung eines Erzeugnisses aus Legierungspulvern
DE19758111C2 (de) * 1997-12-17 2001-01-25 Gunther Schulz Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung feiner Pulver durch Zerstäubung von Schmelzen mit Gasen
DE10150931A1 (de) * 2001-10-11 2003-04-30 Lueder Gerking Verbesserte Gemischbildung in Verbrennungskraftmaschinen
DE10340606B4 (de) 2003-08-29 2005-10-06 Gerking, Lüder, Dr.-Ing. Vorrichtung zum Verdüsen eines Schmelzestrahls und Verfahren zum Verdüsen von hochschmelzenden Metallen und Keramikschmelzen
AT413082B (de) 2004-06-17 2005-11-15 Imr Metalle Und Technologie Gm Verfahren und vorrichtung zum zerstäuben von flüssigkeitsfilmen
JP4778355B2 (ja) 2006-04-25 2011-09-21 セイコーエプソン株式会社 金属粉末製造装置
DE102013022096B4 (de) 2013-12-20 2020-10-29 Nanoval Gmbh & Co. Kg Vorrichtung und Verfahren zum tiegelfreien Schmelzen eines Materials und zum Zerstäuben des geschmolzenen Materials zum Herstellen von Pulver

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR910000128A (ko) * 1988-06-30 1991-01-29 원본미기재 나노입자형태 단백질의 분산성 교질상 시스템을 제조하는 방법
US5284329A (en) * 1991-01-25 1994-02-08 Leybold Alktiengesellschaft System for the production of powders from metals
US5792258A (en) * 1995-01-31 1998-08-11 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. High-frequency induction heater and method of producing semiconductor single crystal using the same
US20080093045A1 (en) * 2004-06-17 2008-04-24 Karl Rimmer Method for Producing Metal Products

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102344225B1 (ko) 2020-11-02 2021-12-29 주식회사 이엠엘 고융점 금속 분말 제조장치 및 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
ES2769777T3 (es) 2020-06-29
CN105899312A (zh) 2016-08-24
DE202014011339U1 (de) 2019-07-15
WO2015092008A1 (de) 2015-06-25
EP3083107A1 (de) 2016-10-26
CA2934433C (en) 2022-04-26
BR112016014264B1 (pt) 2021-04-13
DE102013022096A1 (de) 2015-06-25
CA2934433A1 (en) 2015-06-25
CN105899312B (zh) 2019-07-09
DE102013022096B4 (de) 2020-10-29
SG11201604837YA (en) 2016-07-28
US10946449B2 (en) 2021-03-16
PL3083107T3 (pl) 2020-06-01
EP3083107B1 (de) 2019-12-04
BR112016014264A2 (pt) 2017-08-08
SI3083107T1 (sl) 2020-04-30
KR102304964B1 (ko) 2021-09-27
US20160318105A1 (en) 2016-11-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20160101004A (ko) 분말 제조를 위해 도가니 없이 재료를 용융하고 용융된 재료를 무화하기 위한 장치 및 방법
RU2693244C2 (ru) Способ и устройство для получения порошковых частиц путем атомизации сырьевого материала в форме удлиненного элемента
JP3063861B2 (ja) 溶解物の流れ形成方法及び装置
KR20180056641A (ko) 플라즈마 분무화 금속 분말 제조 프로세스 및 플라즈마 분무화 금속 분말 제조 프로세스를 위한 시스템
US5272718A (en) Method and apparatus for forming a stream of molten material
US20220339701A1 (en) Device for atomizing a melt stream by means of a gas
JP5803197B2 (ja) 金属粉末製造装置および金属粉末製造方法
KR20210071150A (ko) 금속 분말 및 이의 가공장치, 가공방법
CA3061799C (en) Metal powder production apparatus
RU2816832C1 (ru) Устройство для распыления потока расплава с помощью газа
KR20240007221A (ko) 유도 코일과 코일을 이용한 금속분말의 제조장치 및 방법
US20230345611A1 (en) A radio frequency inductively coupled plasma (rf-icp) torch
KR20170077948A (ko) 치과용 분말합금 제조장치
JPH04246104A (ja) 高周波プラズマによる球状化粒子の製造方法およびその装置

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant