Войти
Электронно-лучевое аддитивное производство или электронно-лучевая плавка ( EBM ) - это тип аддитивного производства или 3D-печати для металлических деталей. Исходный материал (металлический порошок или проволока) помещается под вакуум и сплавляется от нагрева электронным лучом. Этот метод отличается от селективного лазерного спекания, поскольку исходный материал плавится полностью.
Металлические порошки могут быть объединены в твердая масса с использованием электронного луча в качестве источника тепла. Детали изготавливаются путем расплавления металлического порошка слой за слоем электронным лучом в высоком вакууме.
Этот метод позволяет производить полностью плотные металлические детали непосредственно из металлического порошка с характеристиками целевого материала. Машина EBM считывает данные из 3D-модели САПР и накладывает последовательные слои порошкового материала. Эти слои сплавлены вместе с помощью электронного луча, управляемого компьютером. Таким образом формируются детали. Процесс происходит в вакууме, что делает его подходящим для изготовления деталей из реактивных материалов с высоким сродством к кислороду, например титан. Известно, что процесс работает при более высоких температурах (до 1000 ° C), что может привести к различиям в фазообразовании, несмотря на затвердевание и.
Порошковое сырье обычно предварительно легировано, в отличие от смеси. Этот аспект позволяет классифицировать EBM с селективным лазерным плавлением (SLM), где конкурирующие технологии, такие как SLS и DMLS, требуют термической обработки после изготовления. По сравнению с SLM и DMLS, EBM в целом имеет более высокую скорость сборки из-за более высокой плотности энергии и метода сканирования.
Arcam S12
Arcam A2
Arcam Q10
System для восстановления металлических порошков, используемых в аддитивном производстве EBM
Недавняя работа была опубликована ORNL, демонстрируя использование технологии EBM для управления локальными кристаллографическими ориентация зерен в Инконель. Другие важные разработки были сосредоточены на разработке параметров процесса для производства деталей из сплавов, таких как медь, ниобий, Al 2024, объемное металлическое стекло., нержавеющая сталь и алюминид титана. В настоящее время коммерческие материалы для EBM включают технически чистый титан, Ti-6Al-4V, CoCr, Inconel 718 и Inconel. 625.
Другой подход состоит в использовании электронного луча для расплавления сварочной проволоки на поверхности для создания детали. Это похоже на обычный процесс 3D-печати моделирования наплавлением, но с использованием металла, а не пластика. С помощью этого процесса электронно-лучевая пушка обеспечивает источник энергии, используемый для плавления металлического сырья, которым обычно является проволока. Электронный пучок представляет собой высокоэффективный источник энергии, который можно точно сфокусировать и отклонить с помощью электромагнитных катушек со скоростью до тысяч герц. Типичные системы электронно-лучевой сварки имеют высокую доступную мощность, наиболее распространены системы мощностью 30 и 42 киловатт. Основным преимуществом использования металлических компонентов с электронными лучами является то, что процесс проводится в условиях высокого вакуума с давлением 1 × 10 Торр или больше, обеспечивая рабочую зону без загрязнений, которая не требует использования дополнительные инертные газы, обычно используемые в лазерных и дуговых процессах. При использовании EBDM исходный материал подается в ванну расплава, создаваемую электронным лучом. Благодаря использованию компьютерного числового управления (ЧПУ) ванна расплава перемещается по пластине-подложке, добавляя материал именно там, где он необходим для получения почти чистой формы. Этот процесс повторяется слой за слоем, пока не будет получена желаемая трехмерная форма.
В зависимости от изготавливаемой детали скорость наплавки может составлять до 200 кубических дюймов (3300 см) в час. Для легкого сплава, такого как титан, это соответствует скорости осаждения в реальном времени 40 фунтов (18 кг) в час. Широкий спектр технических сплавов совместим с процессом EBDM и легко доступен в виде сварочной проволоки на существующей базе поставщиков. К ним относятся, помимо прочего, нержавеющие стали, кобальтовые сплавы, никелевые сплавы, медь никелевые сплавы, тантал, титановые сплавы., а также многие другие дорогостоящие материалы.
Титановые сплавы широко используются с этой технологией, что делает ее подходящим выбором для рынка медицинских имплантатов.
CE-сертифицированные вертлужные чашки серийно производятся с EBM с 2007 года двумя европейскими производителями ортопедических имплантатов, Adler Ortho и Lima Corporate..
Американский производитель имплантатов Exactech также имеет получил разрешение FDA для вертлужной впадины, изготовленной по технологии EBM.
Аэрокосмическая и другие высокоточные механические приложения также предназначены, см. ракетный двигатель Резерфорда.
Процесс EBM был разработан для производства деталей в гамма-алюминид титана и в настоящее время разрабатывается компаниями Avio SpA и General Electric Aviation для производства лопаток турбины из γ-TiAl для газотурбинные двигатели.
Первая машина EBM в Соединенных Штатах размещена на факультете промышленного и системного проектирования в Государственном университете Северной Каролины.
