Topirea fasciculului de electroni(EBM)
Topire selectivă cu fascicul de electroni (EBSM) Principiu
Similar cu sinterizarea selectivă cu laser șiTopire selectivă cu laserprocese, tehnologia de topire selectivă cu fascicul de electroni (EBSM) este o tehnologie de producție rapidă care utilizează fascicule de electroni de mare energie și viteză pentru a bombarda selectiv pulberea metalică, topind și formând astfel materiale pulbere.
Procesul EBSM tehnologia este după cum urmează: în primul rând, întindeți un strat de pulbere pe planul de împrăștiere a pulberii;apoi, sub controlul computerului, fasciculul de electroni este topit selectiv în funcție de informațiile profilului în secțiune transversală, iar pulberea de metal este topită împreună, lipită cu partea formată de dedesubt și îngrămădită strat cu strat până când întreaga piesă este completă. topit;În cele din urmă, excesul de pulbere este îndepărtat pentru a produce produsul tridimensional dorit.Semnalul de scanare în timp real al computerului superior este transmis jugului de deviere după conversia digital-analogică și amplificarea puterii, iar fasciculul de electroni este deviat sub acțiunea câmpului magnetic generat de tensiunea de deviere corespunzătoare pentru a obține topirea selectivă. .După mai bine de zece ani de cercetare, se constată că unii parametri de proces, cum ar fi curentul fasciculului de electroni, curentul de focalizare, timpul de acțiune, grosimea pulberii, tensiunea de accelerare și modul de scanare sunt efectuate în experimente ortogonale.Timpul de acțiune are cea mai mare influență asupra formării.
Avantajea EBSM
Tehnologia de formare directă a metalelor cu fascicul de electroni utilizează fascicule de electroni de înaltă energie ca sursă de căldură de procesare.Formarea prin scanare poate fi efectuată fără inerție mecanică prin manipularea bobinei de deviere magnetică, iar mediul de vid al fasciculului de electroni poate împiedica, de asemenea, oxidarea pulberii metalice în timpul sinterizării sau topirii în fază lichidă.În comparație cu laserul, fasciculul de electroni are avantajele unei rate ridicate de utilizare a energiei, adâncime mare de acțiune, rate ridicate de absorbție a materialului, stabilitate și costuri reduse de operare și întreținere.Beneficiile tehnologiei EBM includ eficiență ridicată de formare, deformare redusă a pieselor, lipsa de suport metalic în timpul procesului de formare, microstructură mai densă și așa mai departe.Deviația fasciculului de electroni și controlul focalizării sunt mai rapide și mai sensibile.Deviația laserului necesită utilizarea unei oglinzi vibrante, iar viteza de rotație a oglinzii vibratoare este extrem de rapidă atunci când laserul scanează la viteze mari.Când puterea laserului crește, galvanometrul necesită un sistem de răcire mai complex, iar greutatea acestuia crește semnificativ.Ca rezultat, atunci când utilizați scanare cu putere mai mare, viteza de scanare a laserului va fi limitată.La scanarea unui interval mare de formare, modificarea distanței focale a laserului este, de asemenea, dificilă.Deviația și focalizarea fasciculului de electroni sunt realizate prin câmp magnetic.Deviația și lungimea de focalizare a fasciculului de electroni pot fi controlate rapid și sensibil prin schimbarea intensității și direcției semnalului electric.Sistemul de focalizare cu deviația fasciculului de electroni nu va fi perturbat de evaporarea metalului.La topirea metalului cu lasere și fascicule de electroni, vaporii de metal vor difuza în spațiul de formare și vor acoperi suprafața oricărui obiect în contact cu o peliculă de metal.Deviația și focalizarea fasciculelor de electroni se fac toate într-un câmp magnetic, astfel încât acestea nu vor fi afectate de evaporarea metalului;dispozitivele optice precum galvanometrele laser sunt ușor poluate prin evaporare.
Laser Metal Depunere(LMD)
Depunerea cu laser a metalelor (LMD) a fost propusă pentru prima dată de Laboratorul Național Sandia din Statele Unite în anii 1990 și apoi s-a dezvoltat succesiv în multe părți ale lumii.Deoarece multe universități și instituții efectuează cercetări în mod independent, această tehnologie Există multe nume, deși numele nu sunt aceleași, dar principiile lor sunt în esență aceleași.În timpul procesului de turnare, pulberea este adunată pe planul de lucru prin duză, iar fasciculul laser este de asemenea adunat în acest punct, iar punctele de acțiune a pulberii și a luminii sunt coincidente, iar entitatea de placare stivuită este obținută prin deplasarea prin masa de lucru sau duză.
Tehnologia LENS folosește lasere din clasa kilowați.Datorită punctului mare de focalizare cu laser, în general mai mare de 1 mm, deși se pot obține entități metalice dense legate metalurgic, precizia lor dimensională și finisarea suprafeței nu sunt foarte bune și este necesară prelucrare suplimentară înainte de utilizare.Placarea cu laser este un proces metalurgic fizic și chimic complex, iar parametrii procesului de placare au o mare influență asupra calității pieselor placate.Parametrii procesului în placarea cu laser includ în principal puterea laserului, diametrul spotului, cantitatea de defocalizare, viteza de alimentare cu pulbere, viteza de scanare, temperatura piscinei topite etc., care au un impact mare asupra ratei de diluare, fisurii, rugozității suprafeței și compactității pieselor de placare. .În același timp, fiecare parametru se afectează și unul pe celălalt, ceea ce este un proces foarte complicat.Trebuie adoptate metode de control adecvate pentru a controla diverși factori de influență în intervalul permis al procesului de placare.
DirectMetal Laser Sintering(DMLS)
Există de obicei două metode pentruSLSpentru fabricarea pieselor metalice, una este metoda indirectă, adică SLS de pulbere metalică acoperită cu polimer;cealaltă este metoda directă, adică Direct Metal Laser Sintering (DMLS). Deoarece cercetările privind sinterizarea directă cu laser a pulberii metalice au fost efectuate la Universitatea Chatofci din Leuvne în 1991, sinterizarea directă a pulberii metalice pentru a forma piese tridimensionale prin procesul SLS este unul dintre obiectivele finale ale prototipării rapide.În comparație cu tehnologia SLS indirectă, principalul avantaj al procesului DMLS este eliminarea etapelor procesului de pre-tratare și post-tratare costisitoare și consumatoare de timp.
Caracteristici de DMLS
Ca ramură a tehnologiei SLS, tehnologia DMLS are practic același principiu.Cu toate acestea, este dificil să se formeze cu precizie piesele metalice cu forme complexe prin tehnologia DMLS.În final, se datorează în principal efectului de „sferoidizare” și deformării prin sinterizare a pulberii metalice în DMLS.Sferoidizarea este un fenomen în care forma suprafeței lichidului de metal topit se transformă într-o suprafață sferică sub tensiunea interfacială dintre metalul lichid și mediul înconjurător pentru a face sistemul compus din suprafața lichidului de metal topit și suprafața de mediul înconjurător cu energie liberă minimă.Sferoidizarea va face ca pulberea metalică să nu se poată solidifica după topire pentru a forma un bazin topit continuu și neted, astfel încât părțile formate sunt libere și poroase, ducând la eșecul turnării.Datorită vâscozității relativ ridicate a pulberii metalice monocomponente în etapa de sinterizare în fază lichidă, efectul de „sferoidizare” este deosebit de grav, iar diametrul sferic este adesea mai mare decât diametrul particulelor de pulbere, ceea ce duce la un număr mare de porii din părțile sinterizate.Prin urmare, DMLS al pulberii metalice cu un singur component are defecte evidente de proces și necesită adesea un tratament ulterior, nu sensul real de „sinterizare directă”.
Pentru a depăși fenomenul de „sferoidizare” al pulberii metalice monocomponente DMLS și defectele de proces care rezultă, cum ar fi deformarea de sinterizare și densitatea liberă, se poate realiza în general prin utilizarea de pulberi metalice multicomponente cu diferite puncte de topire sau prin utilizarea pulberilor de prealiare. .Sistemul de pulbere metalică multicomponentă este în general compus din metale cu punct de topire ridicat, metale cu punct de topire scăzut și unele elemente adăugate.Pulberea metalică cu punct de topire ridicat ca metalul schelet își poate păstra miezul solid în DMLS.Pulberea metalică cu punct de topire scăzut este folosită ca metal liant, care este topit în DMLS pentru a forma o fază lichidă, iar faza lichidă rezultată acoperă, umezește și leagă particulele de metal în fază solidă pentru a obține densificarea prin sinterizare.
Ca o companie lider în ChinaServiciu de imprimare 3Dindustrie,JSADD3D nu va uita intenția sa inițială, va crește investițiile, va inova și va dezvolta mai multe tehnologii și va crede că va aduce publicului o nouă experiență de imprimare 3D.
Contributor: Sammi