Електронно-променеве плавлення(EBM)
Електронно-променеве селективне плавлення (EBSM) Принцип
Подібно до лазерного селективного спікання іСелективне лазерне плавленняпроцесів, технологія селективного плавлення електронним променем (EBSM) — це технологія швидкого виробництва, яка використовує високоенергетичні та високошвидкісні електронні пучки для вибіркового бомбардування металевого порошку, таким чином плавлячи та утворюючи порошкові матеріали.
Процес ЕБСМ технологія полягає в наступному: спочатку нанесіть шар порошку на площину нанесення порошку;потім, під контролем комп’ютера, електронний промінь вибірково розплавляється відповідно до інформації про профіль поперечного перерізу, і металевий порошок розплавляється разом, з’єднується зі сформованою частиною внизу та нагромаджується шар за шаром, доки вся частина повністю не буде готова. розплавлений;Нарешті, надлишок порошку видаляють, щоб отримати бажаний тривимірний продукт.Сигнал сканування в реальному часі верхнього комп’ютера передається на відхиляючу ярмо після цифро-аналогового перетворення та посилення потужності, а електронний промінь відхиляється під дією магнітного поля, створюваного відповідною відхиляючою напругою, для досягнення селективного плавлення. .Після більш ніж десяти років досліджень виявлено, що деякі параметри процесу, такі як струм електронного променя, струм фокусування, час дії, товщина порошку, прискорювальна напруга та режим сканування, виконуються в ортогональних експериментах.Найбільший вплив на формування має час дії.
ПеревагиЕБСМ
Технологія прямого формування металу методом електронного променя використовує високоенергетичні електронні промені як джерело тепла для обробки.Скануюче формування можна виконувати без механічної інерції шляхом маніпулювання магнітною відхилювальною котушкою, а вакуумне середовище електронного променя також може запобігти окисленню металевого порошку під час спікання в рідкій фазі або плавлення.У порівнянні з лазером, електронний промінь має такі переваги, як високий рівень використання енергії, велика глибина дії, висока швидкість поглинання матеріалу, стабільність і низькі витрати на експлуатацію та обслуговування.Переваги технології EBM включають високу ефективність формування, низьку деформацію деталей, відсутність необхідності металевої опори під час процесу формування, більш щільну мікроструктуру тощо.Контроль відхилення електронного пучка та фокусування відбувається швидше та чутливіше.Відхилення лазера вимагає використання вібраційного дзеркала, а швидкість обертання вібраційного дзеркала надзвичайно висока, коли лазер сканує на високих швидкостях.При збільшенні потужності лазера гальванометр потребує більш складної системи охолодження, а його маса значно збільшується.Як наслідок, під час сканування з більшою потужністю швидкість сканування лазера буде обмежена.При скануванні великого діапазону формування зміна фокусної відстані лазера також утруднена.Відхилення і фокусування електронного пучка здійснюються магнітним полем.Відхиленням і довжиною фокусування електронного променя можна швидко і точно керувати шляхом зміни інтенсивності і напрямку електричного сигналу.Система фокусування відхилення електронного пучка не буде порушена випаровуванням металу.Під час плавлення металу за допомогою лазерів і електронних променів пари металу дифундують у всьому просторі формування та покривають поверхню будь-якого об’єкта, який контактує з металевою плівкою.Відхилення та фокусування електронних пучків здійснюються в магнітному полі, тому на них не впливає випаровування металу;оптичні прилади, такі як лазерні гальванометри, легко забруднюються випаровуванням.
Лазерний ятал осадження(LMD)
Лазерне осадження металів (LMD) було вперше запропоновано Національною лабораторією Сандіа в Сполучених Штатах у 1990-х роках, а потім послідовно розвивалося в багатьох частинах світу.Оскільки багато університетів та установ проводять дослідження незалежно, ця технологія має багато назв, хоча назви не однакові, але принципи в основному однакові.Під час процесу формування порошок збирається на робочій площині через сопло, і лазерний промінь також збирається в цю точку, і точки дії порошку та світла збігаються, і облицювальний об’єкт, що укладається, виходить шляхом переміщення через робочий стіл або насадка.
Технологія LENS використовує лазери кіловатного класу.Через велику пляму фокусування лазера, як правило, більше 1 мм, хоча металургійно скріплені щільні металеві об’єкти можна отримати, точність їх розмірів і обробка поверхні не дуже високі, і перед використанням потрібна подальша механічна обробка.Лазерне наплавлення є складним фізико-хімічним металургійним процесом, і параметри процесу наплавлення мають великий вплив на якість плакованих деталей.Параметри процесу лазерного наплавлення в основному включають потужність лазера, діаметр плями, ступінь дефокусування, швидкість подачі порошку, швидкість сканування, температуру розплавленої ванни тощо, які мають великий вплив на швидкість розведення, тріщини, шорсткість поверхні та компактність деталей облицювання. .При цьому кожен параметр також впливає один на одного, що є дуже складним процесом.Необхідно застосувати відповідні методи контролю для контролю різних факторів впливу в межах допустимого діапазону процесу облицювання.
ПрямийМеталевий лазер Сінтерінж(DMLS)
Зазвичай існує два способиSLSдля виготовлення металевих деталей один - непрямий спосіб, тобто SLS металевого порошку з полімерним покриттям;другий — прямий метод, тобто пряме лазерне спікання металу (DMLS). Оскільки дослідження прямого лазерного спікання металевого порошку проводилися в Університеті Чатофчі в Левне в 1991 році, пряме спікання металевого порошку для формування тривимірних деталей за допомогою процесу SLS є однією з кінцевих цілей швидкого прототипування.Порівняно з непрямою технологією SLS головною перевагою процесу DMLS є усунення дорогих і трудомістких етапів попередньої та подальшої обробки.
особливості DMLS
Як гілка технології SLS, технологія DMLS має в основному той самий принцип.Однак за допомогою технології DMLS важко точно сформувати металеві деталі складної форми.Зрештою, це пов’язано, в основному, з ефектом «сфероїдизації» та деформацією спікання металевого порошку в DMLS.Сфероїдизація - це явище, при якому форма поверхні рідкого розплавленого металу перетворюється на сферичну поверхню під впливом міжфазного натягу між рідким металом і навколишнім середовищем, щоб зробити систему, що складається з поверхні рідкого розплавленого металу та поверхні навколишнього середовища з мінімальною вільною енергією.Сфероїдизація призведе до того, що металевий порошок не зможе затвердіти після плавлення з утворенням безперервної та гладкої ванни розплаву, тому сформовані частини є пухкими та пористими, що призводить до пошкодження формування.Через відносно високу в'язкість однокомпонентного металевого порошку на стадії спікання в рідкій фазі ефект «сфероїдизації» є особливо серйозним, і діаметр сфери часто перевищує діаметр частинок порошку, що призводить до великої кількості пори в спечених частинах.Таким чином, DMLS однокомпонентного металевого порошку має очевидні дефекти процесу і часто вимагає подальшої обробки, а не справжнього сенсу «прямого спікання».
Щоб подолати явище «сфероїдизації» однокомпонентного металевого порошку DMLS та пов’язані з цим дефекти процесу, такі як деформація спікання та пухка щільність, це, як правило, може бути досягнуто шляхом використання багатокомпонентних металевих порошків з різними температурами плавлення або використанням порошків попереднього легування. .Багатокомпонентна металева порошкова система, як правило, складається з металів з високою температурою плавлення, металів з низькою температурою плавлення та деяких доданих елементів.Металевий порошок з високою температурою плавлення як каркасний метал може зберігати своє тверде ядро в DMLS.Металевий порошок з низькою температурою плавлення використовується як зв’язуючий метал, який розплавляється в DMLS для утворення рідкої фази, а отримана рідка фаза покриває, змочує та зв’язує металеві частинки твердої фази для досягнення ущільнення при спіканні.
Як провідна компанія в КитаїПослуга 3D друкупромисловість,JSADD3D не забуде свій початковий намір, збільшить інвестиції, інновації та розробку нових технологій і вірить, що це принесе новий досвід 3D-друку для громадськості.
Автор: Саммі