Particelle di polvere di titanio rispetto alle dimensioni di una mosca domestica. Iowa Power Atomization Technologies produce la polvere di titanio, utilizzando la tecnologia concessa in licenza dal Laboratorio Ames del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti. Credito:Laboratorio Ames del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti.
(PhysOrg.com) -- Il laboratorio Ames del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti e le tecnologie di atomizzazione delle polveri dell'Iowa hanno unito le forze nella sfida Next Top Energy Innovator del DOE per creare posti di lavoro in Iowa. Il programma offre alle start-up l'opportunità di firmare un'opzione per concedere in licenza tecnologie create da laboratori nazionali a costi ridotti. IPAT ha firmato un accordo di opzione per concedere in licenza diverse tecnologie di lavorazione dei materiali sviluppate presso il Laboratorio Ames.
IPAT prevede di utilizzare le tecnologie per produrre polvere di titanio sferica fine per l'uso in campo militare, applicazioni biomediche e aerospaziali.
"Il programma America's Next Top Energy Innovator è una grande opportunità per assicurarsi la possibilità di utilizzare le tecnologie di cui IPAT ha bisogno per costruire un atomizzatore di dimensioni commerciali unico nel suo genere per creare polvere di titanio, "dice Joel Rieken, Co-fondatore dell'IPAT.
"Il programma America's Next Top Energy Innovator fa luce sulle molte tecnologie sviluppate dal DOE che stanno solo aspettando che qualcuno venga a esaminarle, unisci i punti tra loro, e usa un po' di creatività per elaborare un business plan, "continuò Rieken, che attualmente è un assistente di ricerca laureato presso l'Ames Laboratory mentre termina il suo dottorato in scienza e ingegneria dei materiali presso la Iowa State University.
Questo bullone in titanio da 1,8 grammi finito è composto da 1,8 grammi di polvere di titanio atomizzata a gas. Iowa Powder Atomization Technologies produce la polvere di titanio, utilizzando la tecnologia concessa in licenza dal Laboratorio Ames del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti. Credito:Laboratorio Ames del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti.
Rieken, insieme al suo socio in affari, Andrew Heidloff, che è un ricercatore post-dottorato presso il Laboratorio Ames, prevede di utilizzare diverse tecnologie sviluppate presso Ames Lab che comportano la colata di precisione del titanio fuso e l'atomizzazione di gas ad alta energia per costruire un sistema commerciale che aumenterà l'efficienza del processo di produzione della polvere di titanio e, così, abbassare il costo della polvere per i produttori.
la forza del titanio, peso leggero, la biocompatibilità e la resistenza alla corrosione lo rendono ideale per l'uso in una varietà di parti da armi leggere e componenti di veicoli militari a impianti biomedici, elementi di fissaggio aerospaziali e valvole per impianti chimici.
"Mentre il titanio è più costoso dell'acciaio inossidabile, in molti casi la durata di una parte in titanio supera una parte in acciaio inossidabile e diventa più conveniente nel lungo periodo", ha affermato Heidloff. "Quindi, c'è un crescente interesse per le applicazioni del titanio. Penso che lo vedremo diventare un materiale strategico importante".
Tecniche tradizionali di fabbricazione dei pezzi come la fusione, dove i produttori fondono e versano il metallo liquido negli stampi, può essere problematico quando si lavora con il titanio perché il titanio tende a reagire con i materiali utilizzati per formare stampi, che richiedono una lavorazione estesa per convertire i getti sfusi in parti precise.
Una possibile soluzione al problema dello stampo di colata consiste nell'utilizzare l'atomizzazione del gas per realizzare una fine, forma sferica in polvere di titanio e utilizzando la polvere per realizzare parti. Nell'atomizzazione a gas del titanio, il metallo viene fuso utilizzando un processo commerciale standard, quindi riscaldato e guidato con precisione da un tubo di versamento sviluppato da Ames Laboratory in un ugello di atomizzazione ad alta intensità, sviluppato anche presso Ames Lab. Il metallo viene quindi spruzzato in una nebbia sottile di goccioline. Ogni goccia si raffredda e si solidifica rapidamente, creando una collezione di tante piccole sfere, formando polvere di titanio fine. I produttori possono quindi versare la polvere in stampi precisi e premerla insieme ad alta temperatura per formare le parti.
"Oltre ad aggirare le difficoltà con l'utilizzo del titanio fuso, l'utilizzo della polvere di titanio ha il vantaggio di risparmiare tempo ed energia di lavorazione, e produce meno materiale di scarto, " ha detto Rieken. "Il processo complessivo è migliore, salvo gli attuali problemi di maggior costo e minor disponibilità di polvere di titanio. Ma questi sono i due problemi che IPAT sta cercando di risolvere, e la sfida Next Top Energy Innovator di DOE America ci supporta nella ricerca di soluzioni energetiche e nella creazione di posti di lavoro in una piccola impresa."
"IPAT aveva avviato le discussioni iniziali con noi per un'opzione di licenza quando è stato annunciato il programma America's Next Top Energy Innovator. Siamo entusiasti che il programma DOE abbia dato loro un ulteriore incentivo per finalizzare l'accordo di opzione, e siamo ansiosi di vedere IPAT riuscire ad offrire un processo ad alta efficienza energetica per la produzione di polvere di titanio, " ha detto Deb Covey, il direttore associato del Laboratorio di Ames per l'amministrazione della ricerca sponsorizzata.
IPAT sta collaborando con il Quad Cities Manufacturing Laboratory e il Laboratorio Ames per far maturare la tecnologia per i settori della difesa e del commercio.
The DOE Office of Science, Office of Fossil Energy, and the Iowa State University Research Foundation funded the original research on the gas atomizer technologies developed at Ames Laboratory.
