Particules de poudre de titane par rapport à la taille d'une mouche domestique. Iowa Power Atomization Technologies produit la poudre de titane, en utilisant une technologie sous licence du laboratoire Ames du département américain de l'énergie. Crédit :Laboratoire Ames du Département américain de l'énergie.
(PhysOrg.com) -- Le laboratoire Ames du département américain de l'Énergie et Iowa Powder Atomization Technologies ont uni leurs forces dans le cadre du défi américain Next Top Energy Innovator du DOE pour créer des emplois dans l'Iowa. Le programme donne aux entreprises en démarrage la possibilité de signer une option de licence des technologies créées par les laboratoires nationaux à des coûts réduits. L'IPAT a signé un accord d'option pour licencier plusieurs technologies de traitement des matériaux développées au laboratoire Ames.
IPAT prévoit d'utiliser les technologies pour fabriquer de la poudre de titane sphérique fine à utiliser dans l'armée, applications biomédicales et aérospatiales.
« Le programme America's Next Top Energy Innovator est une excellente occasion de garantir l'option d'utiliser les technologies dont IPAT a besoin pour construire un atomiseur de taille commerciale unique en son genre pour créer de la poudre de titane, " dit Joël Rieken, Co-fondateur de l'IPAT.
"Le programme America's Next Top Energy Innovator met en lumière les nombreuses technologies développées par le DOE qui n'attendent que quelqu'un pour les examiner, relier les points entre eux, et faire preuve de créativité pour élaborer un plan d'affaires, " continua Rieken, qui est actuellement assistant de recherche diplômé au laboratoire Ames alors qu'il termine son doctorat en science et ingénierie des matériaux à l'Iowa State University.
Ce boulon en titane fini de 1,8 gramme est fabriqué à partir de 1,8 gramme de poudre de titane atomisée au gaz. Iowa Powder Atomization Technologies produit la poudre de titane, en utilisant une technologie sous licence du laboratoire Ames du département américain de l'énergie. Crédit :Laboratoire Ames du Département américain de l'énergie.
Rieken, avec son partenaire commercial, André Heidloff, qui est chercheur postdoctoral au Laboratoire Ames, prévoient d'utiliser plusieurs technologies développées au laboratoire Ames qui impliquent le versement de précision de titane fondu et l'atomisation de gaz à haute énergie pour construire un système commercial qui augmentera l'efficacité du processus de fabrication de poudre de titane et, Donc, baisser le coût de la poudre pour les fabricants.
La force du titane, poids léger, la biocompatibilité et la résistance à la corrosion le rendent idéal pour une utilisation dans une variété de pièces, des armes légères et des composants de véhicules militaires aux implants biomédicaux, fixations aérospatiales et vannes d'usines chimiques.
"Alors que le titane est plus cher que l'acier inoxydable, dans de nombreux cas, la durée de vie d'une pièce en titane dépasse celle d'une pièce en acier inoxydable et devient plus rentable à long terme », a déclaré Heidloff. « Donc, il y a un intérêt croissant pour les applications du titane. Je pense que nous allons le voir devenir un matériau stratégique important."
Techniques traditionnelles de fabrication de pièces comme le moulage, où les fabricants fondent et versent du métal liquide dans des moules, peut être gênant lorsqu'on travaille avec du titane car le titane a tendance à réagir avec les matériaux utilisés pour former des moules, nécessitant un usinage important pour convertir les pièces moulées en vrac en pièces précises.
Une solution possible au problème du moule de coulée consiste à utiliser l'atomisation au gaz pour faire une fine, forme de poudre sphérique de titane et en utilisant la poudre pour fabriquer des pièces. Dans l'atomisation au gaz du titane, le métal est fondu à l'aide d'un procédé commercial standard puis chauffé et guidé avec précision par un tube de coulée développé par le laboratoire Ames dans une buse d'atomisation à haute intensité, également développé au Ames Lab. Le métal est ensuite pulvérisé dans un brouillard de fines gouttelettes. Chaque goutte se refroidit et se solidifie rapidement, créer une collection de nombreuses petites sphères, formant une fine poudre de titane. Les fabricants peuvent ensuite verser la poudre dans des moules précis et la presser ensemble à haute température pour former des pièces.
« En plus de contourner les difficultés d'utilisation du titane fondu, l'utilisation de poudre de titane a l'avantage d'économiser du temps et de l'énergie de traitement, et il produit moins de déchets, " a déclaré Rieken. " Le processus global est meilleur, à l'exception des problèmes actuels de coût plus élevé et de disponibilité moindre de la poudre de titane. Mais ce sont les deux problèmes que l'IPAT cherche à résoudre, et le défi America's Next Top Energy Innovator du DOE nous aide à trouver des solutions énergétiques et à créer des emplois dans une petite entreprise."
« IPAT avait entamé des discussions initiales avec nous pour une option de licence lorsque le programme America's Next Top Energy Innovator a été annoncé. Nous sommes ravis que le programme DOE leur ait donné une incitation supplémentaire pour finaliser l'accord d'option, et nous sommes impatients de voir IPAT réussir à proposer un processus économe en énergie pour la fabrication de poudre de titane, " a déclaré Deb Covey, le directeur associé du laboratoire Ames pour l'administration de la recherche parrainée.
L'IPAT collabore avec le Laboratoire de fabrication Quad Cities et le Laboratoire Ames pour faire mûrir la technologie pour les secteurs de la défense et du commerce.
Le Bureau des sciences du DOE, Bureau de l'énergie fossile, et la Iowa State University Research Foundation a financé la recherche originale sur les technologies d'atomiseur à gaz développées au laboratoire Ames.
