porozumění technologii EBM
Obsah
Technologie EBM je pokročilá technologie aditivní výroby s jedinečnými schopnostmi. Tato příručka poskytuje komplexní přehled technologie EBM včetně jejího fungování, výhod, aplikací, dodavatelů systémů a srovnání s jinými procesy 3D tisku.
Úvod do tavení elektronovým svazkem (EBM)
Tavení elektronovým paprskem je technika aditivní výroby, která používá elektronový paprsek k selektivnímu tavení a spojování částic kovového prášku vrstvu po vrstvě. Klíčové vlastnosti:
- Používá elektronový paprsek jako zdroj energie k tavení kovového prášku
- Vytváří díly selektivním tavením vrstev prášku
- Typické materiály jsou titan, niklové slitiny, nástrojové oceli, hliník
- Vyrábí plně husté díly s vynikajícími vlastnostmi
- Podporuje složité geometrie, které nejsou možné s litím/obráběním
- Poskytuje svobodu designu, přizpůsobení, zkrácení dodacích lhůt
EBM poskytuje vynikající mechanické vlastnosti, čistotu materiálu, povrchovou úpravu a rozměrovou přesnost u dílů pro konečné použití v leteckém, lékařském, automobilovém a dalších průmyslových odvětvích.
Tato příručka poskytuje podrobný přehled procesu EBM, technologií, výhod, aplikací, dodavatelů systémů a srovnání s jinými metodami AM.

Jak Technologie EBM funguje
Tavení elektronovým paprskem vyrábí díly prostřednictvím následujících klíčových kroků:
Kroky procesu EBM
- 3D model navržený v softwaru CAD je převeden do souboru .STL
- Soubor je rozřezán na vrstvy a je generována sekvence sestavení
- Kovový prášek je rovnoměrně rozprostřen na stavební desku
- Elektronový paprsek selektivně skenuje a taví prášek, aby spojil vrstvy
- Stavební deska se sníží a je rozprostřena nová vrstva prášku
- Proces se opakuje, dokud není celý díl vytvořen vrstvu po vrstvě
- Nespojený prášek podporuje díl během stavby
- Dokončený díl je vyjmut ze stroje pro následné zpracování
- Vysokoenergetický elektronový paprsek poskytuje rychlé a přesné tavení a svařování
- Proces probíhá při vysoké teplotě ve vakuu pro čistotu
- Nepoužitý prášek se regeneruje a znovu používá, čímž se minimalizuje odpad
Typy systémů EBM
V současné době existují dva hlavní typy systémů EBM:
Typy systémů EBM
Typ | Popis |
---|---|
Jednopaprskový systém | Jediný elektronový paprsek |
Vícepaprskový systém | Více paralelních paprsků |
- Jednopaprskové systémy používají jediný vysoce výkonný elektronový paprsek, typicky 50-60 kW. Rychlosti stavby jsou pomalejší kvůli požadavkům na skenování.
- Vícepaprskové systémy využívají více paprsků dohromady pro vyšší rychlost. Výrazně zkracuje dobu skenování.
- Výkon jednoho paprsku se pohybuje od 3 do 6 kW. Celkový výkon ve vícepaprskových systémech je přes 10 MW.
- Nejnovější generace vícepaprskových systémů dramaticky zlepšuje rychlosti stavby.
- Řízení paprsku, skenování a zaostřování jsou kritické subsystémy pro přesné tavení.
Materiály pro EBM
EBM je kompatibilní s řadou kovů a slitin, včetně:
Materiály EBM
Materiál | Klíčové vlastnosti | Aplikace |
---|---|---|
Slitiny titanu | Vysoká pevnost, nízká hmotnost | Letectví a kosmonautika, zdravotnictví |
Niklové superslitiny | Tepelná/korozní odolnost | Lopatky turbíny |
Nástrojové oceli | Tvrdost, odolnost proti opotřebení | Nástroje, formy |
Nerezové oceli | Odolnost proti korozi | Námořní hardware |
Kobaltový chrom | Biokompatibilita | Lékařské implantáty |
Slitiny hliníku | Lehká váha | Automobilový průmysl, konstrukce |
Slitiny mědi | Elektrická vodivost | Elektronika |
- Titanové slitiny jako Ti-6Al-4V jsou nejběžnější pro kritické letecké komponenty.
- Niklové superslitiny vynikají ve vysokoteplotním prostředí, jako jsou turbínové motory.
- Nástrojové oceli poskytují tvrdost potřebnou pro dlouhotrvající formy a nástroje.
- Biokompatibilní slitiny se používají pro implantáty a lékařské přístroje.
- EBM podporuje reaktivní kovy, jako je titan a hliník, lépe než procesy založené na laseru.
Výhody a výhody EBM
Mezi klíčové výhody, díky nimž je EBM atraktivní pro výrobní aplikace, patří:
Výhody EBM
- Plně husté díly bez dutin
- Vynikající mechanické vlastnosti
- Vysoká geometrická a rozměrová přesnost
- Dobrá povrchová úprava a jemné detaily
- Nízké požadavky na následné zpracování
- Díly s vysokou čistotou s menší kontaminací
- Méně materiálového odpadu díky regeneraci prášku
- Podporovány složité vnitřní geometrie
- Kombinuje více dílů do jednoho designu
Vs. Tradiční výroba
- Umožňuje lehčí a pevnější konstrukce, které nejsou možné s litím nebo obráběním
- Konsoliduje sestavy do jednotlivých tištěných dílů
- Umožňuje tvary, které nelze lisovat nebo kovat
- Zkracuje dodací lhůtu z měsíců na týdny
- Snižuje náklady na výrobu malých dávek
Aplikace EBM
Výhody EBM jej činí vhodným pro:
Aplikace EBM
Průmysl | Používá |
---|---|
Aerospace | Turbínové lopatky, konstrukční rámy, rakety |
Lékařský | Ortopedické implantáty, chirurgické nástroje |
Automobilový průmysl | Odlehčovací prototypy, zakázkové díly |
Nástroje | Vstřikovací formy, tvářecí matrice, přípravky a upínací zařízení |
Energie | Výměníky tepla, ventily, čerpadla |
Elektronika | Stínění, kontakty, chladicí systémy |
- Letecký průmysl rozsáhle využívá EBM pro lehčí a pevnější díly z titanových a niklových slitin.
- Lékařský sektor využívá geometrickou svobodu a biokompatibilitu EBM pro implantáty.
- Automobiloví výzkumníci jej používají k výrobě lehkých optimalizovaných návrhů topologie.
- Do nástrojů pro vstřikování lze zabudovat konformní chladicí kanály.
- Ropný a plynárenský průmysl jej používá pro vysokoteplotní a vysokotlaké komponenty.
- Elektronika těží z jemných detailů a vodivých slitin EBM.
-
Ti45Nb prášek pro aditivní výrobu
-
Prášek ze slitiny TiNb
-
Prášek ze slitiny TiNbZrSn
-
Ti6Al4V prášek Kovový prášek na bázi titanu pro aditivní výrobu
-
CPTi prášek
-
TC18 Powder : Odemknutí síly karbidu titanu
-
TC11 Powder: Komplexní průvodce
-
TC4 ELI prášek
-
Nejlepší prášek Ti-6Al-4V (TC4 Powder) pro aditivní výrobu
Dodavatelé systémů EBM
Mezi hlavní výrobce, kteří poskytují systémy EBM, patří:
Dodavatelé strojů EBM
Společnost | Značky strojů |
---|---|
Arcam EBM | Arcam A2X, Q20plus, Spectra H, Q10plus |
Přísady GE | Arcam EBM Spectra L, Arcam EBM Spectra H |
Freemelt | Freemelt ONE, Freemelt TWO |
Přísada Wayland | Calder |
- Arcam EBM, nyní součást GE Additive, je lídrem na trhu se systémy EBM.
- Další společnosti jako Freemelt a Wayland Additive nabízejí novější generaci vícepaprskových systémů EBM.
- Kapacity strojů se pohybují od 150 mm x 150 mm x 150 mm stavebních objemů po větší 1000 mm verze.
- Nejnovější stroje EBM poskytují automatizovanou manipulaci s práškem a recyklaci v uzavřené smyčce.
- Pro různé aplikace je poskytována podpora přizpůsobených parametrů a školení.
Analýza nákladů pro EBM
Výrobní náklady EBM závisí na:
Nákladové faktory EBM
- Kupní cena stroje – 500 000 až přes 2 miliony dolarů
- Náklady na prášek materiálu na kg
- Náklady na práci za návrh dílu, provoz, následné zpracování
- Objem výroby
- Rychlost stavby a míra využití
- Spotřeba energie
- Údržba zařízení a režijní náklady
Typický rozsah
- Malé díly v Ti-6Al-4V: 20–150 USD za díl
- Větší letecké komponenty: 2 000–15 000+ USD
- Hromadná výroba s vícepaprskovými systémy poskytuje nejnižší náklady
Srovnání mezi EBM a další procesy AM
EBM vs. Jiné kovové AM
EBM | Laser PBF | DED | Tryskání pojiva | |
---|---|---|---|---|
Materiály | Ti, Ni, Al, nástrojové oceli | Ti, Al, oceli, Ni | Většina kovů | Nerezové oceli |
Hustota | Plně husté 99 % | Plně husté 99 % | 99 % husté | 90-95 % husté |
Přesnost | Vynikající, ± 0,2 % | Vynikající, ± 0,1 % | Střední, ± 1 % | Střední, ± 0,5 % |
Povrchová úprava | Velmi dobré, Ra 25 μm | Vynikající, Ra 10 μm | Hrubé, jak bylo naneseno | Dobré po slinutí |
Rychlost sestavení | Mírný | Rychle | Velmi rychle | Mírný |
Náklady na vybavení | Vysoký | Vysoký | Mírný | Nízký |
Aplikace | Letectví a kosmonautika, zdravotnictví | Letecký a automobilový průmysl | Opravy, povlaky, velké díly | Sériová výroba |
- Laser PBF nabízí rychlejší rychlosti stavění a jemnější rozlišení než EBM.
- EBM poskytuje vynikající vlastnosti materiálu s menším vnitřním pnutím.
- Spékání pojiva je levnější, ale pro dosažení plné hustoty vyžaduje slinování.
- DED je rychlý, ale hodí se pro rozsáhlé průmyslové aplikace.
- Uživatelé vybírají proces na základě materiálů, kvality, rychlosti a rozpočtových potřeb.
Výzvy a omezení EBM
Některé výzvy s EBM zahrnují:
- Vysoké náklady na stroje a materiál
- Omezený počet dodavatelů zařízení a servisní podpora
- Omezený výběr materiálů ve srovnání s jinými AM
- Nižší rychlosti stavění než laser PBF
- Manipulace s reaktivními kovovými prášky a jejich recyklace
- Dodatečné zpracování pro uvolnění vnitřního pnutí
- Požadavek vakuového prostředí během stavění
Probíhající vývoj si klade za cíl zvýšit rychlost stavění, snížit náklady na zařízení, rozšířit možnosti materiálů a učinit proces škálovatelnějším pro velkoobjemovou výrobu.
Budoucí výhled pro Technologie EBM
Budoucí trendy v EBM:
- Vyšší rychlost stavění s novějšími více-paprskovými systémy
- Větší stavební platformy nad 500 mm x 500 mm
- Rozšířený rozsah materiálů včetně více slitin hliníku a mědi
- Vylepšená manipulace s práškem a recyklace v uzavřené smyčce
- Vylepšení softwaru pro návrh a optimalizaci procesů
- Snížené náklady na zařízení a širší využití pro výrobu konečných produktů
- Aplikace v satelitních komponentech, elektrické dopravě, nástrojích a biomedicínském sektoru
Pokroky v systémech EBM rozšíří využití v leteckém, automobilovém, lékařském, elektronickém a energetickém průmyslu.
Klíčové poznatky o technologii EBM
- EBM používá elektronový paprsek k selektivnímu tavení a spojování částic kovového prášku vrstvu po vrstvě.
- Vyrábí díly téměř konečného tvaru s vysokou čistotou materiálu, hustotou, pevností a přesností.
- Slitiny titanu, niklové superslitiny, nástrojové oceli, slitiny hliníku jsou běžné materiály.
- Letecký a lékařský sektor jsou dnes hlavními uživateli EBM.
- Poskytuje výhody oproti odlévání, obrábění a dalším metodám AM pro složité geometrie.
- Více-paprskové systémy dramaticky zlepšují rychlost stavění a rozsah výroby.
- Probíhající vývoj si klade za cíl rozšířit materiálové možnosti a snížit náklady.

Často kladené otázky o technologii EBM
Otázka: Jaké materiály lze zpracovávat pomocí EBM?
Odpověď: Mezi běžné materiály EBM patří slitiny titanu, niklové superslitiny, nástrojové oceli, nerezové oceli, kobalt-chrom, slitiny hliníku a slitiny mědi.
Otázka: Jaké jsou některé příklady dílů vyrobených pomocí EBM?
Odpověď: EBM se používá k výrobě kritických leteckých komponent, jako jsou lopatky turbín, konstrukční rámy, části motorů. Používá se také pro lékařské implantáty, automobilové prototypy, průmyslové nástroje a další.
Otázka: Jak přesná je EBM?
Odpověď: EBM nabízí vynikající rozměrovou přesnost v odchylce ±0,2 % ve srovnání s konstrukčními rozměry díky přesnému procesu tavení elektronovým paprskem.
Otázka: Je EBM rychlejší než metody 3D tisku kovů, jako je DMLS?
Odpověď: Obecně platí, že procesy tavení práškového lože laserem nabízejí v současnosti vyšší rychlost stavění než EBM. Nové více-paprskové systémy EBM se však snaží dosáhnout nebo překonat rychlosti PBF laserem.
Otázka: Jaké následné zpracování je vyžadováno pro díly EBM?
Odpověď: Typické následné zpracování zahrnuje odstranění podpěr, tepelné zpracování pro zmírnění pnutí, horké izostatické lisování a obrábění nebo broušení, pokud jsou kritické požadavky na povrchovou úpravu.
Otázka: Jaká je výhoda více-paprskového EBM?
Odpověď: Více-paprskové systémy používají více paralelních elektronových paprsků k tavení vrstev. To poskytuje mnohem vyšší rychlost stavění při zachování materiálových vlastností EBM.
Otázka: Vyrábí EBM porézní nebo zcela pevné díly?
Odpověď: EBM vyrábí více než 99% husté, plně pevné díly s vynikající integritou materiálu a vlastnostmi vhodnými pro funkční konečné použití v náročných aplikacích.
Otázka: Jak se prášek EBM recykluje?
Odpověď: Nepoužitý prášek lze shromáždit, prosít, aby se odstranily velké částice, smíchat s čerstvým práškem a znovu zavést do stroje pro opětovné použití.
Otázka: Je EBM šetrný k životnímu prostředí?
Odpověď: EBM má výhody z hlediska udržitelnosti díky vysoké míře opětovného použití prášku, nízkému odpadu a lehkému optimalizovanému designu, který snižuje spotřebu materiálu po celou dobu životnosti dílu.
Sdílet na
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

Vysoce výkonné segmenty lopatek trysek: Revoluce v účinnosti turbín díky 3D tisku z kovu
Přečtěte si více "O Met3DP
Nedávná aktualizace
Náš produkt
KONTAKTUJTE NÁS
Nějaké otázky? Pošlete nám zprávu hned teď! Po obdržení vaší zprávy obsloužíme vaši žádost s celým týmem.

Kovové prášky pro 3D tisk a aditivní výrobu
SPOLEČNOST
PRODUKT
kontaktní informace
- Město Qingdao, Shandong, Čína
- [email protected]
- [email protected]
- +86 19116340731