Elektronenbundel productie

Productie met elektronenbundel verwijst naar een additief fabricageproces dat een gerichte bundel hoogenergetische elektronen gebruikt om selectief metaalpoederdeeltjes te smelten en laag voor laag samen te smelten om rechtstreeks complexe 3D-onderdelen te maken.

Het proces, dat ook bekend staat als elektronenstraalsmelting (EBM) of elektronenstraalpoederbedfusie, biedt mogelijkheden zoals opbouwsnelheid, materiaaleigenschappen, oppervlakteafwerking en geometrische vrijheid die ongeëvenaard zijn bij traditionele fabricageroutes.

Deze gids geeft een overzicht van de mogelijkheden van elektronenbundelproductie, zoals procesmogelijkheden, materialen, toepassingen, systeemleveranciers, vergelijkingen en veelgestelde vragen bij het overwegen van een overstap.

Overzicht van het productieproces met elektronenbundels

• Metaalpoeder wordt gelijkmatig over de bouwplaat verspreid
• Elektronenbundel scant gedefinieerde paden voor het smelten van poeder
• Plaat indexeert naar beneden, nieuwe laag erop gespreid
• Thermische voorverwarming handhaaft de procestemperatuur
• Kamer onder vacuüm gehouden tijdens het bouwen
• Ondersteunt structuur waar nodig
• Laatste onderdelen weggesneden en afgewerkt indien nodig

Elektronenbundels bieden een snellere en diepere penetratie in geleidende materialen dan lasers, waardoor hogere bouwsnelheden met minder restspanning mogelijk zijn.

Materialen gebruikt bij elektronenbundelproductie

Er wordt een breed scala aan legeringen verwerkt, elk geoptimaliseerd voor chemie en deeltjesgrootteverdeling:

Voordelen zoals controle over de korrel- en defectstructuur bevorderen betere mechanische eigenschappen.

Kenmerken en toleranties

Naast op maat gemaakte legeringseigenschappen omvatten de belangrijkste procesmogelijkheden:

De consistentie en kwaliteit maken toepassingen met een hoge vraag mogelijk.

Elektronenbundel productie Toepassingen

Aanvullende speciale toepassingen maken gebruik van synergieën op het gebied van ontwerp, materiaal en prestaties.

Systeemfabrikanten en prijzen

Operationele kosten voor materialen, argon en elektriciteit kunnen variëren van $100-$1000+ per dag, afhankelijk van de bouw.

Afwegingen tussen elektronenbundel en andere processen

Voordelen:

• Hogere bouwsnelheid dan poederbedlaserfusie
• Lagere restspanning dan lasermethoden
• Uitzonderlijke nauwkeurigheid en oppervlakteafwerking
• Zeer zuiver uitgangsmateriaal voor eigenschappen
• Hoge potentiële toekomstige productievolumes

Minpunten:

• Nog in ontwikkeling vergeleken met andere poederbedtechnologieën
• Groottevermogen niet zo groot als lasermethoden
• Beschikbaarheid van materiaal neemt nog steeds toe
• Hogere eigendomskosten van apparatuur
• Beperkingen rond geometrieën die ondersteuning vereisen

Voor de juiste toepassingen, ongeëvenaard prestatiepotentieel.

Veelgestelde vragen

Wat bepaalt de maximale onderdeelgrootte?

Het maximale scangebied van het systeemmodel, beperkingen van de scanstrategie, thermische spanningen, beperkingen van de poederverspreidbaarheid en het aantal componenten bepalen de geteste afmetingen tot ~800 mm lengte.

Hoe beïnvloedt het proces de materiaaleigenschappen?

Snelle afkoelsnelheden van gecontroleerde thermische profielen zorgen voor fijne microstructuren die de sterkte verbeteren. De parameters zijn in evenwicht met restspanningen.

Wat bepaalt het vermogen om het oppervlak af te werken?

De combinatie van spotgrootte, bundelvermogen, scanstrategie, daaropvolgende poederlaagdikte, deeltjesvervuiling en thermische gradiëntinvloeden zorgt voor een uitzonderlijke oppervlaktekwaliteit vanaf de fabricage.

Welke veiligheidsmaatregelen zijn vereist?

Naast bescherming tegen poederverwerking vereisen elektronenbundelsystemen gecertificeerde ruimtes met afscherming van de kooi van Faraday, veiligheidsvergrendelingen en berekening van de maximale blootstellingsduur.

Wat zijn typische nabewerkingsstappen?

Nabewerkingsprocessen zoals heet isostatisch persen om porositeit te verminderen, warmtebehandelingen voor betere mechanische prestaties en subtractieve bewerkingen worden vaak gebruikt om onderdelen af te werken.

ken meer 3D-printprocessen