전자빔 용해(EBM)
전자빔 선택적 용융(EBSM) 원칙
레이저 선택적 소결과 유사하고선택적 레이저 용융전자빔 선택적 용융 기술(EBSM)은 고에너지 및 고속 전자빔을 사용하여 금속 분말을 선택적으로 충돌시켜 분말 재료를 용융 및 형성하는 신속한 제조 기술입니다.
EBSM 과정 기술은 다음과 같습니다. 먼저 분말 살포 평면에 분말 층을 펼칩니다.그런 다음 컴퓨터 제어하에 단면 프로파일의 정보에 따라 전자 빔이 선택적으로 용융되고 금속 분말이 함께 용융되어 아래 성형 부품과 결합되고 전체 부품이 완전히 완성될 때까지 층층이 쌓입니다. 녹은 것;마지막으로 원하는 3차원 제품을 얻기 위해 여분의 분말을 제거합니다.상부 컴퓨터의 실시간 스캐닝 신호는 디지털-아날로그 변환 및 전력 증폭 후 편향 요크로 전송되고 해당 편향 전압에 의해 생성된 자기장의 작용으로 전자빔이 편향되어 선택적 용융을 달성합니다. .10년 이상의 연구 끝에 전자 빔 전류, 집속 전류, 작동 시간, 분말 두께, 가속 전압 및 스캐닝 모드와 같은 일부 프로세스 매개 변수가 직교 실험에서 수행된다는 사실이 밝혀졌습니다.작용 시간은 성형에 가장 큰 영향을 미칩니다.
장점EBSM의
전자빔 직접 금속 성형 기술은 고에너지 전자빔을 가공 열원으로 사용합니다.자기 편향 코일을 조작하여 기계적 관성없이 스캐닝 성형을 수행할 수 있으며 전자 빔의 진공 환경도 액상 소결 또는 용융 중에 금속 분말이 산화되는 것을 방지할 수 있습니다.레이저에 비해 전자빔은 높은 에너지 이용률, 큰 작용 깊이, 높은 재료 흡수율, 안정성 및 낮은 운영 및 유지 비용이라는 장점이 있습니다.EBM 기술의 이점에는 높은 성형 효율, 낮은 부품 변형, 성형 공정 중 금속 지지대가 필요하지 않음, 더 조밀한 미세 구조 등이 포함됩니다.전자 빔 편향 및 초점 제어가 더 빠르고 민감합니다.레이저의 편향은 진동 거울의 사용을 필요로 하며 진동 거울의 회전 속도는 레이저가 고속으로 스캔할 때 매우 빠릅니다.레이저 출력이 증가하면 검류계에 더 복잡한 냉각 시스템이 필요하고 무게가 크게 증가합니다.결과적으로 고출력 스캐닝을 사용하면 레이저의 스캐닝 속도가 제한됩니다.넓은 성형 범위를 스캔할 때 레이저의 초점 거리를 변경하는 것도 어렵습니다.전자 빔의 편향 및 집속은 자기장에 의해 수행됩니다.전자빔의 편향 및 집속 길이는 전기 신호의 강도와 방향을 변경하여 빠르고 민감하게 제어할 수 있습니다.전자 빔 편향 포커싱 시스템은 금속 증발에 의해 방해받지 않습니다.레이저와 전자 빔으로 금속을 녹일 때 금속 증기는 성형 공간 전체로 확산되어 금속 필름과 접촉하는 모든 물체의 표면을 코팅합니다.전자 빔의 편향 및 포커싱은 모두 자기장에서 이루어지므로 금속 증발의 영향을 받지 않습니다.레이저 검류계와 같은 광학 장치는 증발에 의해 쉽게 오염됩니다.
레이저 미탈 침적(LMD)
레이저 금속 증착법(LMD)은 1990년대 미국의 샌디아 국립 연구소에서 처음 제안한 후 세계 여러 곳에서 지속적으로 개발되었습니다.많은 대학과 기관이 독립적으로 연구를 수행하기 때문에 이 기술 이름은 같지 않지만 원칙은 기본적으로 동일합니다.성형과정에서 분체는 노즐을 통해 작업면에 모이게 되고 레이저 빔도 이 지점까지 모이게 되며 분체와 빛의 작용점이 일치하게 되고 작업대를 이동하면서 적층된 클래딩 개체를 얻게 된다. 또는 노즐.
렌즈 기술 킬로와트급 레이저를 사용합니다.일반적으로 1mm 이상의 큰 레이저 초점으로 인해 야금학적으로 결합된 조밀한 금속 개체를 얻을 수 있지만 치수 정확도와 표면 마감이 좋지 않으며 사용하기 전에 추가 가공이 필요합니다.레이저 클래딩은 복잡한 물리적 및 화학적 야금 공정이며 클래딩 공정의 매개 변수는 클래드 부품의 품질에 큰 영향을 미칩니다.레이저 클래딩의 공정 매개 변수에는 주로 클래딩 부품의 희석률, 균열, 표면 거칠기 및 소형화에 큰 영향을 미치는 레이저 출력, 스폿 직경, 디포커싱 양, 분말 공급 속도, 스캔 속도, 용융 풀 온도 등이 포함됩니다. .동시에 각 매개변수도 서로 영향을 미치며 이는 매우 복잡한 프로세스입니다.클래딩 공정의 허용 범위 내에서 다양한 영향 요인을 제어하기 위해 적절한 제어 방법을 채택해야 합니다.
직접금속 레이저 S인테르ing(DMLS)
일반적으로 두 가지 방법이 있습니다.SLS금속 부품을 제조하기 위해 하나는 간접 방법, 즉 폴리머 코팅 금속 분말의 SLS입니다.다른 하나는 직접적인 방법, 즉 DMLS(Direct Metal Laser Sintering)이다. 금속 분말의 직접 레이저 소결에 대한 연구가 1991년 Leuvne의 Chatofci 대학에서 수행되었기 때문에 금속 분말을 직접 소결하여 3차원 부품을 형성하는 방법이다. SLS 프로세스에 의한 것은 Rapid Prototyping의 궁극적인 목표 중 하나입니다.간접 SLS 기술과 비교할 때 DMLS 공정의 주요 장점은 비용과 시간이 많이 소요되는 전처리 및 후처리 공정 단계가 필요 없다는 것입니다.
특징 DMLS의
SLS 기술의 한 가지로서 DMLS 기술은 기본적으로 동일한 원리를 가지고 있습니다.그러나 DMLS 기술로는 복잡한 형상의 금속 부품을 정확하게 성형하기가 어렵습니다.최종 분석에서 이는 주로 DMLS에서 금속 분말의 "구형화" 효과 및 소결 변형 때문입니다.구상화(Spheroidization)는 용융금속 액체의 표면과 표면으로 구성된 시스템을 만들기 위해 액체금속과 주변 매질 사이의 계면 장력 하에서 용융금속 액체의 표면 형상이 구형 표면으로 변형되는 현상이다. 최소 자유 에너지를 가진 주변 매질.구형화는 금속 분말이 용융 후 응고되어 연속적이고 매끄러운 용융 풀을 형성할 수 없게 하므로 형성된 부품이 느슨하고 다공성이 되어 성형 실패를 초래합니다.액상 소결 단계에서 단일 성분 금속 분말의 상대적으로 높은 점도로 인해 "구형화" 효과가 특히 심각하며 구형 직경이 종종 분말 입자의 직경보다 커서 많은 수의 소결 부품의 기공.따라서 단일 성분 금속 분말의 DMLS는 명백한 공정 결함이 있으며 종종 "직접 소결"의 진정한 의미가 아닌 후속 처리가 필요합니다.
단일 성분 금속 분말 DMLS의 "구상화" 현상과 소결 변형 및 느슨한 밀도와 같은 결과적인 공정 결함을 극복하기 위해 일반적으로 녹는점이 다른 다성분 금속 분말을 사용하거나 사전 합금 분말을 사용하여 달성할 수 있습니다. .다성분 금속 분말 시스템은 일반적으로 고 융점 금속, 저 융점 금속 및 일부 추가 요소로 구성됩니다.골격 금속으로서의 고융점 금속 분말은 DMLS에서 단단한 코어를 유지할 수 있습니다.저융점 금속분말을 바인더 금속으로 사용하여 DMLS에 녹여 액상을 형성하고, 생성된 액상이 고상 금속 입자를 코팅, 습윤 및 결합시켜 소결 치밀화를 이룬다.
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기고자: 삼미