Výroba elektronovým paprskem

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.

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:

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:

Konzistence a kvalita umožňují použití při vysokých nárocích.

Výroba elektronovým paprskem Aplikace

Další speciální použití využívají synergie v oblasti designu, materiálů a výkonu.

Výrobci systémů a ceny

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.

znát více procesů 3D tisku