Výroba elektronovým paprskem
Obsah
Výroba elektronovým paprskem označuje aditivní výrobní proces, který využívá fokusovaný svazek vysokoenergetických elektronů k selektivnímu tavení a spojování částic kovového prášku vrstvu po vrstvě za účelem přímé výroby složitých 3D komponent.
Tento proces, známý také jako tavení elektronovým svazkem (EBM) nebo fúze práškového lože elektronového svazku, nabízí možnosti, jako je rychlost vytváření, vlastnosti materiálu, povrchová úprava a geometrická volnost, které jsou nesrovnatelné s tradičními výrobními postupy.
Tento průvodce poskytuje přehled o výrobě elektronovým svazkem, který zahrnuje možnosti procesů, materiály, aplikace, dodavatele systémů, srovnání kompromisů a nejčastější dotazy při zvažování zavedení.
![Výroba elektronovým paprskem 1 výroba elektronovým paprskem](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/10/S2.jpg)
Přehled výrobního procesu elektronového svazku
- Kovový prášek se rovnoměrně rozprostře po stavební desce
- Elektronový paprsek skenuje definované dráhy tavícího se prášku
- Indexy desky dolů, nová vrstva nahoře.
- Tepelný předehřev udržuje procesní teplotu
- Komora udržovaná ve vakuu během sestavování
- V případě potřeby podporuje strukturu
- Odříznutí a dokončení finálních dílů podle potřeby
Elektronové paprsky pronikají do vodivých materiálů rychleji a hlouběji než lasery, což umožňuje vyšší rychlost výroby s menším zbytkovým napětím.
Materiály používané při výrobě elektronovým svazkem
Zpracovává se široká škála slitin, z nichž každá je optimalizována z hlediska chemického složení a distribuce velikosti částic:
Materiál | Běžné slitiny | Přehled |
---|---|---|
Slitina titanu | Ti6Al4V, Ti6Al4V ELI | Směsi pro letecký průmysl s vysokou pevností a nízkou hmotností |
Slitina niklu | Inconel 718, 625, Haynes 282 | Tepelně/korozně odolné superslitiny pro turbíny |
Kobaltový chrom | CoCrMo | Biokompatibilní slitina odolná proti opotřebení pro implantáty |
Nerezová ocel | 17-4PH, 316L, 304L | Vysoká pevnost s odolností proti korozi |
Nástrojová ocel | H13, maraging steel | Extrémní tvrdost/odolnost proti opotřebení |
Slitina hliníku | Scalmalloy | Vlastní šířka al rychlá rychlost tuhnutí |
Výhody, jako je kontrola struktury zrn a defektů, podporují lepší mechanické vlastnosti.
Vlastnosti a tolerance
Kromě vlastností slitin na míru patří mezi klíčové procesní možnosti:
Atribut | Popis |
---|---|
Povrchová úprava | Drsnost až 5 μm, dostatečně hladká pro konečné použití v závislosti na geometrii, bez nutnosti dokončování |
Rozlišení funkcí | Jemné detaily až do ~100 μm podporované procesními parametry |
Přesnost | ± 0,2% s odchylkou 50 μm na rozměrech dílu 100 mm |
Hustota | Více než 99,8% teoretického maxima, nejvyšší hodnota z metod AM kovů |
Velikost stavby | Komponenty s délkou nad 1000 mm jsou proveditelné v závislosti na modelu systému. |
Vytváření prototypů | Možnost výroby jednotlivých až malých sérií, ideální pro technické modely vyžadující kovy. |
Výroba | Letecký a lékařský průmysl začíná certifikovat proces výroby dílů pro konečné použití |
Konzistence a kvalita umožňují použití při vysokých nárocích.
Výroba elektronovým paprskem Aplikace
Průmysl | Používá | Příklady součástí |
---|---|---|
Aerospace | Konstrukční součásti, části motoru | Lopatky turbíny, rámy, držáky |
Lékařský | Ortopedické implantáty, chirurgické nástroje | Kyčelní, kolenní a lebeční implantáty, svorky |
Automobilový průmysl | Lehké výkonné komponenty | Turbínová kola, rozdělovače |
Průmyslový | Výroba kovů pro konečné použití | Lehká robotická ramena, díly pro manipulaci s tekutinami |
Další speciální použití využívají synergie v oblasti designu, materiálů a výkonu.
Výrobci systémů a ceny
Výrobce | Popis | Základní cenové rozpětí |
---|---|---|
Arcam (GE) | Průkopníci s řadou modelů systému EBM | $1.5M - $2M |
Velo3D | Pokročilé systémy slibují jemnější detaily a vyšší stavby | $$$$ |
Jeol | Zaměření na výzkum a malovýrobu | $$$ |
Provozní náklady na materiál, argon a elektřinu se mohou pohybovat od $100-$1000+ za den v závislosti na stavbě.
Kompromisy mezi elektronovým paprskem a jinými procesy
Klady:
- Vyšší rychlost vytváření než u laserové fúze v práškovém loži
- Nižší zbytkové napětí než u laserových metod
- Výjimečná přesnost a kvalita povrchu
- Vysoká čistota vstupního materiálu pro vlastnosti
- Vysoký potenciál budoucího objemu výroby
Nevýhody:
- V porovnání s jinými technologiemi práškového lože stále dozrává
- Schopnost velikosti není tak velká jako laserové metody
- Dostupnost materiálu se stále rozšiřuje
- Vyšší náklady na vlastnictví zařízení
- Omezení kolem geometrií vyžadujících podporu
Pro správné aplikace bezkonkurenční výkonnostní potenciál.
Nejčastější dotazy
Co určuje maximální velikost dílu?
Maximální plocha skenování modelu systému, omezení strategie skenování, tepelné namáhání, omezení roztíratelnosti prášku a počet komponent definují možnosti velikosti až do testovaných délek ~ 800 mm.
Jak proces ovlivňuje vlastnosti materiálu?
Rychlé ochlazování z řízených tepelných profilů vytváří jemné mikrostruktury zvyšující pevnost. Parametry jsou vyvážené vůči zbytkovým napětím.
Co určuje schopnost povrchové úpravy?
Velikost bodu, výkon paprsku, strategie skenování, následná tloušťka vrstvy prášku, znečištění částicemi a tepelný gradient společně umožňují dosáhnout výjimečné kvality povrchu po výrobě.
Jaká bezpečnostní opatření jsou nutná?
Kromě ochrany při manipulaci s práškem vyžadují systémy elektronových svazků certifikované místnosti se stíněním Faradayovou klecí, bezpečnostní blokády a výpočet maximální doby expozice.
Jaké jsou typické kroky následného zpracování?
K dokončování součástí se běžně používají následné procesy, jako je izostatické lisování za tepla pro snížení pórovitosti, tepelné zpracování pro zlepšení mechanických vlastností a subtraktivní obrábění.
Sdílet na
Facebook
Cvrlikání
LinkedIn
WhatsApp
E-mailem
MET3DP Technology Co., LTD je předním poskytovatelem řešení aditivní výroby se sídlem v Qingdao v Číně. Naše společnost se specializuje na zařízení pro 3D tisk a vysoce výkonné kovové prášky pro průmyslové aplikace.
Dotaz k získání nejlepší ceny a přizpůsobeného řešení pro vaše podnikání!
Související články
O Met3DP
Přehrát video
Nedávná aktualizace
Náš produkt
KONTAKTUJTE NÁS
Nějaké otázky? Pošlete nám zprávu hned teď! Po obdržení vaší zprávy obsloužíme vaši žádost s celým týmem.
![malé kovové 3dp logo](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/09/metal-3dp-logo-small.png)
Kovové prášky pro 3D tisk a aditivní výrobu
SPOLEČNOST
PRODUKT
kontaktní informace
- Město Qingdao, Shandong, Čína
- [email protected]
- [email protected]
- +86 19116340731