Produkcja wiązką elektronów
Spis treści
Produkcja wiązką elektronów odnosi się do procesu wytwarzania przyrostowego, który wykorzystuje skupioną wiązkę wysokoenergetycznych elektronów do selektywnego topienia i stapiania cząstek proszku metalicznego warstwa po warstwie w celu bezpośredniego wytwarzania złożonych komponentów 3D.
Proces ten, znany również jako topienie wiązką elektronów (EBM) lub stapianie wiązką elektronów w złożu proszkowym, oferuje możliwości takie jak szybkość budowy, właściwości materiału, wykończenie powierzchni i swoboda geometryczna, nieporównywalne z tradycyjnymi metodami wytwarzania.
Niniejszy przewodnik zawiera przegląd produkcji wiązką elektronów obejmujący możliwości procesu, materiały, zastosowania, dostawców systemów, porównania kompromisów i najczęściej zadawane pytania przy rozważaniu przyjęcia.
![Produkcja wiązką elektronów 1 Produkcja wiązką elektronów](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/10/S2.jpg)
Przegląd procesu wytwarzania wiązki elektronów
- Metalowy proszek jest równomiernie rozprowadzany na płycie roboczej
- Wiązka elektronów skanuje określone ścieżki utrwalania proszku
- Płytka indeksuje w dół, nowa warstwa rozłożona na wierzchu
- Termiczne podgrzewanie utrzymuje temperaturę procesu
- Komora utrzymywana w próżni podczas budowy
- Wspiera strukturę tam, gdzie jest to potrzebne
- Końcowe części wycięte i wykończone w razie potrzeby
Wiązki elektronów zapewniają szybszą i głębszą penetrację materiałów przewodzących niż lasery, umożliwiając wyższe tempo produkcji przy mniejszym naprężeniu szczątkowym.
Materiały stosowane w produkcji wiązki elektronów
Przetwarzana jest szeroka gama stopów, z których każdy jest zoptymalizowany pod kątem składu chemicznego i rozkładu wielkości cząstek:
Materiał | Popularne stopy | Przegląd |
---|---|---|
Stop tytanu | Ti6Al4V, Ti6Al4V ELI | Mieszanki klasy lotniczej o wysokiej wytrzymałości i niskiej wadze |
Stop niklu | Inconel 718, 625, Haynes 282 | Nadstopy odporne na wysoką temperaturę i korozję dla turbin |
Chrom kobaltowy | CoCrMo | Biokompatybilny, odporny na zużycie stop do implantów |
Stal nierdzewna | 17-4PH, 316L, 304L | Wysoka wytrzymałość i odporność na korozję |
Stal narzędziowa | H13, stal maraging | Ekstremalna twardość/odporność na zużycie |
Stop aluminium | Scalmalloy | Niestandardowa szerokość, szybkie tempo krzepnięcia |
Zalety takie jak kontrola struktury ziaren i defektów sprzyjają lepszym właściwościom mechanicznym.
Charakterystyka i tolerancje
Oprócz dostosowanych właściwości stopów, kluczowe możliwości procesowe obejmują:
Atrybut | Opis |
---|---|
Wykończenie powierzchni | Chropowatość do 5 μm, wystarczająco gładka do końcowego zastosowania w zależności od geometrii, bez konieczności wykańczania |
Rozdzielczość funkcji | Drobne szczegóły do ~100 μm obsługiwane przez parametry procesu |
Dokładność | ± 0,2% z odchyleniem 50 μm przy wymiarach części 100 mm |
Gęstość | Ponad 99,8% teoretycznego maksimum, najwyższa z metod AM metali |
Rozmiar kompilacji | Możliwe komponenty o długości ponad 1000 mm, w zależności od modelu systemu |
Prototypowanie | Zdolny do produkcji pojedynczych lub małych partii, idealny do modeli inżynieryjnych wymagających metali |
Produkcja | Przemysł lotniczy i medyczny zaczyna certyfikować proces produkcji części do zastosowań końcowych |
Konsystencja i jakość pozwalają na zastosowania o wysokim zapotrzebowaniu.
Produkcja wiązką elektronów Zastosowania
Przemysł | Zastosowania | Przykłady komponentów |
---|---|---|
Lotnictwo i kosmonautyka | Elementy konstrukcyjne, części silnika | Łopaty turbin, ramy, mocowania |
Medyczny | Implanty ortopedyczne, narzędzia chirurgiczne | Implanty biodrowe, kolanowe, czaszkowe, zaciski |
Motoryzacja | Lekkie i wydajne komponenty | Koła turbinowe, kolektory |
Przemysłowy | Końcowa produkcja metali | Lekkie ramiona robotów, części do przenoszenia płynów |
Dodatkowe zastosowania specjalistyczne wykorzystują synergię projektu, materiału i wydajności.
Producenci systemów i ceny
Producent | Opis | Podstawowy zakres cen |
---|---|---|
Arcam (GE) | Pionierzy z szeregiem modeli systemów EBM | $1.5M - $2M |
Velo3D | Zaawansowane systemy obiecują dokładniejsze szczegóły i wyższe konstrukcje | $$$$ |
Jeol | Badania i produkcja na małą skalę | $$$ |
Koszty operacyjne związane z materiałami, argonem, energią elektryczną mogą wahać się od $100-$1000+ dziennie w zależności od kompilacji.
Kompromisy między wiązką elektronów a innymi procesami
Plusy:
- Wyższa wydajność niż w przypadku fuzji laserowej w złożu proszkowym
- Niższe naprężenia szczątkowe niż w przypadku metod laserowych
- Wyjątkowa dokładność i wykończenie powierzchni
- Materiał wejściowy o wysokiej czystości dla właściwości
- Wysoki potencjalny wolumen produkcji w przyszłości
Wady:
- Wciąż dojrzewa w porównaniu z innymi technologiami złoża proszkowego
- Rozmiar nie tak duży jak w przypadku metod laserowych
- Dostępność materiałów wciąż rośnie
- Wyższy koszt posiadania sprzętu
- Ograniczenia wokół geometrii wymagających wsparcia
Dla odpowiednich zastosowań, niezrównany potencjał wydajności.
Najczęściej zadawane pytania
Co określa maksymalny rozmiar części?
Maksymalny obszar skanowania modelu systemu, ograniczenia strategii skanowania, naprężenia termiczne, ograniczenia rozprzestrzeniania się proszku i liczba komponentów określają możliwości rozmiaru do ~ 800 mm testowanych długości.
Jak proces wpływa na właściwości materiału?
Szybkie tempo chłodzenia z kontrolowanych profili termicznych nadaje drobną mikrostrukturę zwiększającą wytrzymałość. Parametry są zrównoważone z naprężeniami szczątkowymi.
Co decyduje o możliwościach wykończenia powierzchni?
Rozmiar plamki, moc wiązki, strategia skanowania, późniejsza grubość warstwy proszku, zanieczyszczenie cząstkami stałymi i wpływ gradientu termicznego łączą się, aby zapewnić wyjątkową jakość powierzchni po wytworzeniu.
Jakie środki ostrożności są wymagane?
Oprócz zabezpieczeń związanych z obsługą proszków, systemy wiązki elektronów wymagają certyfikowanych pomieszczeń z osłoną w postaci klatki Faradaya, blokad bezpieczeństwa, obliczania maksymalnego czasu ekspozycji.
Jakie są typowe etapy przetwarzania końcowego?
Procesy końcowe, takie jak prasowanie izostatyczne na gorąco w celu zmniejszenia porowatości, obróbka cieplna w celu zwiększenia wydajności mechanicznej i obróbka subtraktywna są powszechnie stosowane do wykańczania komponentów.
Udostępnij
Facebook
Twitter
LinkedIn
WhatsApp
E-mail
MET3DP Technology Co., LTD jest wiodącym dostawcą rozwiązań w zakresie produkcji addytywnej z siedzibą w Qingdao w Chinach. Nasza firma specjalizuje się w sprzęcie do druku 3D i wysokowydajnych proszkach metali do zastosowań przemysłowych.
Zapytaj o najlepszą cenę i spersonalizowane rozwiązanie dla Twojej firmy!
Powiązane artykuły
Informacje o Met3DP
Odtwórz wideo
Ostatnia aktualizacja
Nasz produkt
KONTAKT
Masz pytania? Wyślij nam wiadomość teraz! Po otrzymaniu wiadomości obsłużymy Twoją prośbę całym zespołem.
![metalowe logo 3dp małe](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/09/metal-3dp-logo-small.png)
Proszki metali do druku 3D i produkcji addytywnej
PRODUKT
cONTACT INFO
- Miasto Qingdao, Shandong, Chiny
- [email protected]
- [email protected]
- +86 19116340731