селективное электронно-лучевое плавление
Оглавление
Представьте себе, что вы слой за слоем создаете сложные металлические предметы с беспрецедентной точностью и способностью обрабатывать даже самые сложные материалы. Это магия Селективная электронно-лучевая плавка (SEBM), революционная технология 3D-печати, которая меняет подходы к проектированию и производству металлических компонентов.
Что такое селективная электронно-лучевая плавка?
Селективное электронно-лучевое плавление подпадает под действие аддитивного производства (AM), также известного как 3D-печать. Это метод плавления в порошковом слое, при котором мощный электронный луч избирательно плавит частицы металлического порошка, создавая трехмерный объект, слой за слоем. Все это происходит в камере с высоким вакуумом, что предотвращает окисление и обеспечивает чистоту и высокое качество сборки.
Как селективная электронно-лучевая плавка Работает
Думайте о SEBM как о микроскопическом скульпторе, использующем электронный луч в качестве долота. Вот описание процесса:
- Подготовка: 3D-модель нарезается на тонкие слои, образуя цифровую модель объекта. Камера сборки заполнена тонким слоем металлического порошка, соответствующего желаемому конечному продукту.
- Действие электронного луча: Сфокусированный электронный луч, генерируемый электронной пушкой, сканирует слой порошка в соответствии с данными нарезанной модели. Высокая энергия луча плавит целевые частицы порошка, сплавляя их вместе, образуя первый слой объекта.
- Слой за слоем: Платформа для сборки слегка опускается, и поверх предыдущего слоя наносится новый слой порошка. Затем электронный луч сканирует снова, избирательно плавя новые частицы порошка и связывая их с существующей структурой. Этот процесс тщательно повторяется, создавая объект слой за слоем, пока он не будет завершен.
- Охлаждение и удаление: По завершении сборки камера остывает, и готовый объект аккуратно удаляется из окружающего порошка. В зависимости от конструкции могут потребоваться некоторые этапы последующей обработки, такие как удаление поддержки и обработка поверхности.
![селективная электронно-лучевая плавка 1 селективное электронно-лучевое плавление](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/10/GH3230-Powder.jpg)
Обычные металлические порошки для SEBM
Металлический порошок | Описание | Свойства | Приложения |
---|---|---|---|
Титановые сплавы (Ти-6Ал-4В, Ти-6Ал-7Нб) | «Рабочие лошадки» SEBM, предлагающие превосходное соотношение прочности и веса, биосовместимость и высокую коррозионную стойкость. | Прочный, легкий, биосовместимый, устойчивый к коррозии. | Аэрокосмические компоненты, биомедицинские имплантаты, зубные протезы |
Нержавеющая сталь (316L, 17-4PH) | Универсальный и широко используемый материал, известный своими превосходными механическими свойствами и коррозионной стойкостью. | Прочный, пластичный, устойчивый к коррозии | Медицинские инструменты, компоненты для работы с жидкостями, автомобильные детали |
Инконель (IN625, 718) | Суперсплавы известны своей исключительной прочностью и устойчивостью к высоким температурам и суровым условиям окружающей среды. | Высокотемпературная прочность, устойчивость к окислению | Лопатки турбин, компоненты ракетных двигателей, теплообменники |
Никелевые сплавы (Монель 400, Хастеллой C-276) | Обеспечивают превосходную коррозионную стойкость и хорошо работают в сложных химических средах. | Коррозионностойкий, износостойкий | Химическое технологическое оборудование, клапаны, насосы |
Алюминиевые сплавы (AlSi10Mg, AlSi7Mg0.3) | Легкий вес, хорошая прочность и обрабатываемость. | Легкий, прочный, обрабатываемый | Компоненты аэрокосмической отрасли, радиаторы, автомобильные детали (ограниченное использование из-за более высокой стоимости по сравнению с традиционными методами) |
Кобальтовый хром (CoCrMo) | Биосовместимый и износостойкий, популярный выбор для медицинских имплантатов. | Биосовместимые, износостойкие | Замена тазобедренных и коленных суставов, зубные имплантаты |
Медные сплавы (CuNi18Zn5Al, CuCr1Zr) | Обладают высокой тепло- и электропроводностью, что делает их идеальными для теплообменников и электрических компонентов. | Высокая теплопроводность, высокая электропроводность | Радиаторы, электрические разъемы, паяльные материалы |
Инструментальные стали (H13, AISI M2) | Известные своей высокой твердостью и износостойкостью, идеально подходят для инструментального применения. | Твердый, износостойкий | Режущий инструмент, штампы, пресс-формы |
Драгоценные металлы (золото, серебро, платина) | Высокая ценность и уникальные свойства, используемые для специализированного применения в ювелирной, электронной и аэрокосмической промышленности. | Высокая ценность, хорошая электропроводность, биосовместимость (для определенных сплавов) | Ювелирные изделия, электрические контакты, биомедицинские применения (ограничено) |
Тугоплавкие металлы (тантал, вольфрам) | Обладают чрезвычайно высокими температурами плавления и идеально подходят для применения при высоких температурах. | Высокая температура плавления, высокая прочность при |
Преимущества Селективная электронно-лучевая плавка
SEBM может похвастаться рядом преимуществ, которые делают его привлекательным выбором для различных применений 3D-печати металлом. Давайте углубимся в некоторые из его основных преимуществ:
- Беспрецедентная свобода дизайна: SEBM позволяет создавать очень сложную геометрию со сложными деталями и внутренними каналами, чего было бы практически невозможно или невероятно дорого достичь с помощью традиционных методов производства. Это открывает двери для инновационных и легких конструкций, расширяющих границы функциональности.
- Исключительные свойства материала: Среда высокого вакуума и точный процесс плавления в SEBM позволяют создавать детали с превосходными механическими свойствами, включая высокую прочность, хорошую пластичность и выдающуюся усталостную прочность. Эти свойства часто сравнимы или даже превосходят свойства, достигаемые с помощью традиционных методов, таких как литье или ковка.
- Превосходная точность и точность: Электронный луч в SEBM обеспечивает исключительный контроль и точность, в результате чего изготавливаются детали с жесткими допусками и гладкой поверхностью. Это снижает необходимость в обширной последующей обработке и сводит к минимуму отходы материала.
- Эффективность материала: SEBM использует метод порошкового слоя, что означает, что неиспользованный порошок можно восстановить и повторно использовать для последующих сборок. Это сводит к минимуму отходы материала и предлагает более экологичный метод производства по сравнению с традиционными субтрактивными методами производства.
- Сокращение сроков изготовления: SEBM позволяет быстро создавать прототипы и производить сложные металлические детали, устраняя необходимость в сложной оснастке и длительных процессах изготовления. Это может значительно сократить время выполнения заказов и ускорить циклы разработки продукта.
- Свобода выбора материала: SEBM предлагает более широкий ассортимент совместимых металлических порошков по сравнению с другими технологиями 3D-печати металлами. Это позволяет создавать детали из широкого спектра материалов с уникальными свойствами, отвечающие конкретным требованиям применения.
Недостатки селективной электронно-лучевой плавки
Хотя SEBM предлагает множество преимуществ, он не лишен ограничений. Вот некоторые недостатки, на которые следует обратить внимание:
- Высокая стоимость: Машины SEBM и связанные с ними материалы, как правило, дороже по сравнению с традиционными методами производства. Это может стать барьером для входа на рынок небольших компаний или компаний с ограниченным бюджетом.
- Ограничения по размеру сборки: Современные машины SEBM имеют ограничения по объему сборки, что ограничивает размер изготавливаемых деталей. Однако развитие постоянно расширяет эти возможности.
- Шероховатость поверхности: Хотя SEBM обеспечивает хорошее качество поверхности, оно может быть не таким гладким, как при использовании некоторых традиционных методов обработки. Дополнительные этапы постобработки могут потребоваться в тех случаях, когда требуется полированная поверхность.
- Поддерживающие структуры: Подобно другим технологиям 3D-печати, SEBM часто требует использования опорных конструкций для нависающих элементов. Эти опоры необходимо удалить после сборки, что может оказаться трудоемким и потенциально деликатным процессом.
- Ограниченные варианты цветов: В отличие от некоторых других технологий 3D-печати, SEBM в первую очередь ориентирована на функциональные приложения и не предлагает широкого спектра цветовых решений для готовых деталей.
Применение Селективная электронно-лучевая плавка
Уникальные возможности SEBM делают его ценным инструментом для различных отраслей. Вот некоторые известные приложения:
- Аэрокосмическая промышленность: Легкие и высокопрочные детали, производимые SEBM, делают их идеальными для применения в аэрокосмической отрасли. Такие компоненты, как детали шасси, стабилизаторы ракет и легкие кронштейны, можно создавать со сложной конструкцией для оптимизации характеристик и снижения веса.
- Медицинские приборы: Биосовместимость некоторых металлических порошков в сочетании с точностью SEBM позволяет создавать индивидуальные медицинские имплантаты, такие как замена тазобедренного и коленного сустава, зубное протезирование и черепные имплантаты. Эти имплантаты обладают превосходной биосовместимостью и могут быть адаптированы к индивидуальным потребностям пациента.
- Автомобили: SEBM все чаще используется в автомобильной промышленности для производства высокопроизводительных компонентов, таких как легкие поршни, сложные каналы охлаждения в блоках двигателей, а также нестандартные шестерни и валы. Это позволяет снизить вес, повысить эффективность и производительность.
- Энергетический сектор: SEBM используется для создания высокопрочных компонентов турбинных лопаток и теплообменников, используемых в энергетике, благодаря возможности использования жаропрочных сплавов с отличными механическими свойствами.
- Оснастка: SEBM может производить сложные режущие инструменты и штампы со сложной геометрией и высокой износостойкостью. Это позволяет создавать специализированные инструменты для конкретных применений и сокращает время производства.
![селективная электронно-лучевая плавка 11 селективное электронно-лучевое плавление](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/10/GH5188-Powder.jpg)
Металлические порошки SEBM
Мы изучили распространенные металлические порошки, используемые в SEBM, но давайте углубимся в некоторые ключевые факторы, которые следует учитывать при выборе подходящего порошка для вашего конкретного применения:
- Размер и распределение частиц: Размер и распределение частиц порошка существенно влияют на конечные свойства напечатанной детали. Более мелкие порошки обычно дают более гладкую поверхность, но с ними сложнее работать из-за проблем с сыпучестью. И наоборот, более крупные порошки обеспечивают лучшую сыпучесть, но могут привести к более грубой поверхности.
- Чистота порошка: Чистота металлического порошка напрямую влияет на механические свойства готовой детали. Примеси могут ослабить материал и привести к появлению трещин или других дефектов. Порошки высокой чистоты необходимы для критически важных применений, требующих оптимальной производительности.
- Сферичность и текучесть: В идеале металлические порошки для SEBM должны иметь сферическую форму, чтобы обеспечить хорошую текучесть внутри рабочей камеры. Хорошая сыпучесть обеспечивает равномерное распределение порошка и равномерное плавление в процессе сборки.
- Химический состав: Конкретный химический состав порошка определяет конечные свойства печатной детали. При выборе порошка для желаемого применения учитывайте такие факторы, как легирующие элементы, микроэлементы и содержание кислорода.
Вот таблица, в которой суммированы некоторые ключевые аспекты использования металлических порошков SEBM:
Фактор | Описание | Воздействие |
---|---|---|
Размер и распределение частиц | Размер и распределение частиц порошка. | Влияет на качество поверхности, плотность и механические свойства. |
Чистота порошка | Отсутствие примесей в металлическом порошке. | Влияет на механическую прочность и снижает риск возникновения дефектов. |
Сферичность и текучесть | Округлость и легкость растекания порошка. | Влияет на качество слоев, плотность и общий успех сборки. |
Химический состав | Конкретные элементы и их пропорции в порошке. | Определяет конечные свойства материала, такие как прочность, коррозионная стойкость и устойчивость к высоким температурам. |
Спецификации, размеры, марки и стандарты металлических порошков SEBM
Металлические порошки для SEBM соответствуют определенным отраслевым стандартам, что обеспечивает стабильное качество и возможность печати. Вот обзор некоторых ключевых аспектов:
- ASTM International (ASTM): ASTM публикует различные стандарты для металлических порошков, используемых в аддитивном производстве, в том числе ASTM F3049 для металлических порошков для AM и ASTM B294 для порошков титана и титановых сплавов.
- Паспорта материалов (MDS): Поставщики металлических порошков обычно предоставляют паспорта материалов (MDS), в которых подробно описываются конкретные свойства и характеристики их порошков, такие как химический состав, гранулометрический состав, кажущаяся плотность и сыпучесть.
- Классы порошка: Металлические порошки для SEBM доступны в различных марках в зависимости от требований применения. Более высокие степени чистоты могут потребоваться для критически важных применений, требующих исключительных механических свойств.
- Доступность размеров порошка: Размер металлических порошков для СЭБМ обычно составляет от 15 до 150 микрон. Выбор конкретного размера зависит от желаемого качества поверхности, плотности упаковки и механических свойств конечной детали.
Поставщики и цены на металлические порошки SEBM
Доступность и цена металлических порошков SEBM могут варьироваться в зависимости от конкретного материала, марки порошка и количества заказа. Вот общая разбивка:
- Поставщики металлических порошков: На поставках металлических порошков для аддитивного производства специализируются несколько компаний, в том числе Höganäs AB, AP Powder Company, AMPO LLC, LPW Technology и Sandvik Hyperion.
- Ценообразование: Стоимость металлических порошков для СЭБМ может варьироваться от 1ТР4Т50 до 1ТР4Т500 за килограмм в зависимости от материала, марки порошка и поставщика. Как правило, порошки более высокой чистоты и экзотические материалы имеют более высокую цену.
![селективная электронно-лучевая плавка 12 селективное электронно-лучевое плавление](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/10/AlMgScZr-Powder.jpg)
ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ
Вот некоторые часто задаваемые вопросы (FAQ) о Селективная электронно-лучевая плавка (СЭБМ):
Вопрос | Отвечать |
---|---|
Каковы преимущества SEBM перед другими технологиями 3D-печати металлами? | SEBM предлагает превосходную свободу дизайна, исключительные свойства материала, высокую точность и точность, эффективность использования материала и свободу выбора материала по сравнению с некоторыми другими методами 3D-печати металлом. |
Каковы ограничения SEBM? | SEBM может быть дорогим из-за стоимости оборудования и материалов, имеет ограничения по размеру конструкции, может требовать дополнительной последующей обработки поверхности, требует опорных конструкций для некоторых конструкций и предлагает ограниченные варианты цвета. |
Какие отрасли используют SEBM? | SEBM используется в различных отраслях промышленности, включая аэрокосмическую, медицинскую, автомобильную, энергетическую и инструментальную. |
Какие металлические порошки обычно используются в SEBM? | Обычные металлические порошки для SEBM включают титановые сплавы, нержавеющую сталь, инконель, никелевые сплавы, алюминиевые сплавы, кобальт. |
Поделиться
Facebook
Twitter
LinkedIn
WhatsApp
Электронная почта
MET3DP Technology Co., LTD - ведущий поставщик решений для аддитивного производства со штаб-квартирой в Циндао, Китай. Наша компания специализируется на производстве оборудования для 3D-печати и высокопроизводительных металлических порошков для промышленного применения.
Сделайте запрос, чтобы получить лучшую цену и индивидуальное решение для вашего бизнеса!
Похожие статьи
О компании Met3DP
Воспроизвести видео
Последние обновления
Наш продукт
CONTACT US
Есть вопросы? Отправьте нам сообщение прямо сейчас! После получения Вашего сообщения мы всей командой выполним Ваш запрос.
Получите информацию о Metal3DP
Брошюра о продукции
Получить последние продукты и прайс-лист
![металлический 3dp логотип малый](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/09/metal-3dp-logo-small.png)
Металлические порошки для 3D-печати и аддитивного производства
КОМПАНИЯ
ПРОДУКТ
ИНФОРМАЦИЯ О КОНТАКТЕ
- Город Циндао, Шаньдун, Китай
- [email protected]
- [email protected]
- +86 19116340731