Partículas de polvo de titanio en comparación con el tamaño de una mosca doméstica. Iowa Power Atomization Technologies produce el polvo de titanio, utilizando tecnología con licencia del Laboratorio Ames del Departamento de Energía de EE. UU. Crédito:Laboratorio Ames del Departamento de Energía de EE. UU.
(PhysOrg.com) - El Laboratorio Ames del Departamento de Energía de EE. UU. Y las Tecnologías de Atomización de Polvo de Iowa han unido fuerzas en el desafío del DOE de America's Next Top Energy Innovator para crear empleos en Iowa. El programa brinda a las empresas emergentes la oportunidad de firmar una opción para licenciar tecnologías creadas por laboratorios nacionales a costos reducidos. IPAT firmó un acuerdo de opción para licenciar varias tecnologías de procesamiento de materiales desarrolladas en el Laboratorio Ames.
El IPAT planea utilizar las tecnologías para fabricar polvo de titanio esférico fino para uso militar, aplicaciones biomédicas y aeroespaciales.
"El programa America's Next Top Energy Innovator es una gran oportunidad para asegurar la opción de usar tecnologías que IPAT necesita para construir un atomizador de tamaño comercial, el primero de su tipo, para crear polvo de titanio, "dice Joel Rieken, Cofundador de IPAT.
"El programa America's Next Top Energy Innovator arroja luz sobre las muchas tecnologías desarrolladas por el DOE que están esperando que alguien venga a examinarlas, conecta los puntos entre ellos, y use un poco de creatividad para elaborar un plan de negocios, "continuó Rieken, quien actualmente es asistente de investigación graduado en el Laboratorio Ames mientras termina su doctorado en ciencia e ingeniería de materiales en la Universidad Estatal de Iowa.
Este perno de titanio acabado de 1,8 gramos está hecho de 1,8 gramos de polvo de titanio atomizado con gas. Iowa Powder Atomization Technologies produce el polvo de titanio, utilizando tecnología con licencia del Laboratorio Ames del Departamento de Energía de EE. UU. Crédito:Laboratorio Ames del Departamento de Energía de EE. UU.
Rieken, junto con su socio comercial, Andrew Heidloff, quien es investigador postdoctoral en el Laboratorio Ames, planean utilizar varias tecnologías desarrolladas en Ames Lab que involucran el vertido de precisión de titanio fundido y atomización de gas de alta energía para construir un sistema comercial que aumentará la eficiencia del proceso de fabricación de polvo de titanio y, por lo tanto, Reducir el costo del polvo para los fabricantes.
La fuerza del titanio, peso ligero La biocompatibilidad y la resistencia a la corrosión lo hacen ideal para su uso en una variedad de piezas, desde armas pequeñas y componentes de vehículos militares hasta implantes biomédicos. sujetadores aeroespaciales y válvulas para plantas químicas.
"Si bien el titanio es más caro que el acero inoxidable, en muchos casos, la vida útil de una pieza de titanio dura más que una pieza de acero inoxidable y se vuelve más rentable a largo plazo ", dijo Heidloff. Existe un interés creciente en las aplicaciones del titanio. Creo que lo veremos convertirse en un material estratégico importante ".
Técnicas tradicionales de fabricación de piezas como fundición, donde los fabricantes derriten y vierten metal líquido en moldes, puede ser problemático cuando se trabaja con titanio porque el titanio tiende a reaccionar con los materiales utilizados para formar moldes, que requiere un mecanizado extenso para convertir piezas fundidas a granel en piezas precisas.
Una posible solución al problema del molde de fundición es usar atomización de gas para hacer un fino, forma de polvo esférico de titanio y utilizando el polvo para hacer piezas. En atomización con gas de titanio, el metal se funde mediante un proceso comercial estándar, luego se calienta y se guía con precisión por un tubo de vertido desarrollado por el laboratorio Ames en una boquilla de atomización de alta intensidad, también desarrollado en Ames Lab. A continuación, el metal se pulveriza en una fina niebla de gotitas. Cada gota se enfría y solidifica rápidamente, creando una colección de muchas esferas diminutas, formando polvo fino de titanio. Luego, los fabricantes pueden verter el polvo en moldes precisos y presionarlo a alta temperatura para formar piezas.
"Además de sortear las dificultades con el uso de titanio fundido, el uso de polvo de titanio tiene los beneficios de ahorrar tiempo y energía de procesamiento, y produce menos material de desecho, ", dijo Rieken." El proceso general es mejor, excepto por los problemas actuales de mayor costo y menor disponibilidad de polvo de titanio. Pero esos son los dos problemas que el IPAT busca resolver, y el desafío Next Top Energy Innovator de DOE en Estados Unidos nos está ayudando a encontrar soluciones energéticas y a crear puestos de trabajo en una pequeña empresa ".
"IPAT había comenzado las discusiones iniciales con nosotros para una opción de licencia cuando se anunció el programa America's Next Top Energy Innovator. Estamos encantados de que el programa DOE les haya dado un incentivo adicional para finalizar el acuerdo de opción, y estamos ansiosos por ver que IPAT tenga éxito en ofrecer un proceso energéticamente eficiente para hacer polvo de titanio, "dijo Deb Covey, director asociado del Laboratorio Ames para la administración de investigaciones patrocinadas.
El IPAT está colaborando con el Laboratorio de Fabricación de Quad Cities y el Laboratorio Ames en la maduración de la tecnología para los sectores comercial y de defensa.
La Oficina de Ciencias del DOE, Oficina de Energía Fósil, y la Fundación de Investigación de la Universidad Estatal de Iowa financió la investigación original sobre las tecnologías de atomización de gas desarrolladas en el Laboratorio Ames.
