Tia điện tử nóng chảy(EBM)
Nóng chảy chọn lọc chùm tia điện tử (EBSM) Nguyên tắc
Tương tự như thiêu kết chọn lọc bằng laser vàLaser nóng chảy chọn lọcCông nghệ nấu chảy chọn lọc bằng chùm tia điện tử (EBSM) là công nghệ sản xuất nhanh sử dụng chùm tia điện tử năng lượng cao và tốc độ cao để bắn phá bột kim loại một cách có chọn lọc, từ đó làm tan chảy và tạo thành vật liệu dạng bột.
Quá trình EBSM công nghệ như sau：đầu tiên, trải một lớp bột lên mặt phẳng rải bột;sau đó, dưới sự điều khiển của máy tính, chùm tia điện tử được nấu chảy có chọn lọc theo thông tin của mặt cắt ngang và bột kim loại được nấu chảy cùng nhau, liên kết với phần được tạo thành bên dưới và xếp chồng lên nhau từng lớp cho đến khi toàn bộ phần hoàn toàn tan chảy;Cuối cùng, bột thừa được loại bỏ để tạo ra sản phẩm ba chiều mong muốn.Tín hiệu quét thời gian thực của máy tính phía trên được truyền đến ách lệch sau khi chuyển đổi kỹ thuật số sang tương tự và khuếch đại công suất, và chùm tia điện tử bị lệch dưới tác động của từ trường do điện áp lệch tương ứng tạo ra để đạt được sự nóng chảy có chọn lọc .Sau hơn mười năm nghiên cứu, người ta thấy rằng một số thông số quy trình như dòng chùm tia điện tử, dòng hội tụ, thời gian hoạt động, độ dày bột, điện áp gia tốc và chế độ quét được thực hiện trong các thí nghiệm trực giao.Thời gian hành động có ảnh hưởng lớn nhất đến việc hình thành.
Thuận lợicủa EBSM
Công nghệ tạo hình kim loại trực tiếp bằng chùm tia điện tử sử dụng chùm điện tử năng lượng cao làm nguồn nhiệt xử lý.Quá trình tạo hình quét có thể được thực hiện mà không có quán tính cơ học bằng cách điều khiển cuộn lệch từ trường và môi trường chân không của chùm tia điện tử cũng có thể ngăn bột kim loại bị oxy hóa trong quá trình thiêu kết hoặc nóng chảy pha lỏng.So với laser, chùm tia điện tử có ưu điểm là tốc độ sử dụng năng lượng cao, độ sâu tác động lớn, tốc độ hấp thụ vật liệu cao, độ ổn định và chi phí vận hành và bảo trì thấp.Những lợi ích của công nghệ EBM bao gồm hiệu quả tạo hình cao, biến dạng bộ phận thấp, không cần hỗ trợ kim loại trong quá trình tạo hình, cấu trúc vi mô dày đặc hơn, v.v.Việc kiểm soát độ lệch và lấy nét của chùm tia điện tử nhanh hơn và nhạy hơn.Sự lệch hướng của tia laser đòi hỏi phải sử dụng gương rung và tốc độ quay của gương rung cực kỳ nhanh khi tia laser quét ở tốc độ cao.Khi công suất laser tăng lên, điện kế cần một hệ thống làm mát phức tạp hơn và trọng lượng của nó tăng lên đáng kể.Kết quả là khi sử dụng chức năng quét công suất cao hơn, tốc độ quét của tia laser sẽ bị hạn chế.Khi quét một phạm vi tạo hình lớn, việc thay đổi tiêu cự của tia laser cũng khó khăn.Sự lệch hướng và hội tụ của chùm tia điện tử được thực hiện nhờ từ trường.Độ lệch và độ dài hội tụ của chùm tia điện tử có thể được kiểm soát nhanh chóng và nhạy cảm bằng cách thay đổi cường độ và hướng của tín hiệu điện.Hệ thống hội tụ làm lệch chùm tia điện tử sẽ không bị nhiễu do bay hơi kim loại.Khi nấu chảy kim loại bằng tia laze và chùm tia điện tử, hơi kim loại sẽ khuếch tán khắp không gian tạo hình và phủ lên bề mặt bất cứ vật thể nào tiếp xúc với một lớp màng kim loại.Sự lệch hướng và hội tụ của các chùm tia điện tử đều được thực hiện trong từ trường nên sẽ không bị ảnh hưởng bởi sự bay hơi của kim loại;các thiết bị quang học như điện kế laser dễ bị ô nhiễm do bay hơi.
Laser tôicao lắng đọng(LMĐ)
Sự lắng đọng kim loại bằng laser (LMD) lần đầu tiên được đề xuất bởi Phòng thí nghiệm quốc gia Sandia ở Hoa Kỳ vào những năm 1990, sau đó được phát triển liên tục ở nhiều nơi trên thế giới.Vì nhiều trường đại học và tổ chức tiến hành nghiên cứu độc lập nên công nghệ này có rất nhiều tên gọi, tuy tên gọi không giống nhau nhưng nguyên tắc của chúng về cơ bản là giống nhau.Trong quá trình đúc, bột được tập trung trên mặt phẳng làm việc thông qua vòi phun và chùm tia laze cũng được tập trung đến điểm này, các điểm tác động của bột và ánh sáng trùng khớp với nhau, và thực thể lớp phủ xếp chồng lên nhau được thu được bằng cách di chuyển qua bàn làm việc hoặc vòi phun.
công nghệ ỐNG KÍNH sử dụng laser loại kilowatt.Do điểm lấy nét laser lớn, thường là hơn 1mm, mặc dù có thể thu được các thực thể kim loại dày đặc được liên kết bằng phương pháp luyện kim, nhưng độ chính xác về kích thước và độ hoàn thiện bề mặt của chúng không được tốt lắm và cần phải gia công thêm trước khi sử dụng.Lớp phủ laser là một quá trình luyện kim vật lý và hóa học phức tạp, và các thông số của quy trình lớp phủ có ảnh hưởng lớn đến chất lượng của các bộ phận được phủ.Các thông số quy trình trong lớp phủ laser chủ yếu bao gồm công suất laser, đường kính điểm, lượng làm lệch tâm, tốc độ cấp bột, tốc độ quét, nhiệt độ bể nóng chảy, v.v., có ảnh hưởng lớn đến tốc độ pha loãng, vết nứt, độ nhám bề mặt và độ nén của các bộ phận ốp .Đồng thời, mỗi tham số cũng ảnh hưởng lẫn nhau, đây là một quá trình rất phức tạp.Các phương pháp kiểm soát thích hợp phải được áp dụng để kiểm soát các yếu tố ảnh hưởng khác nhau trong phạm vi cho phép của quá trình ốp.
Trực tiếpLaser kim loại Schôn cấting(DMLS)
Thông thường có hai phương pháp đểSLSđể sản xuất các bộ phận kim loại, một là phương pháp gián tiếp, đó là SLS của bột kim loại phủ polymer;phương pháp còn lại là phương pháp trực tiếp, đó là Quá trình thiêu kết bằng laser kim loại trực tiếp (DMLS). Kể từ khi nghiên cứu về quá trình thiêu kết bột kim loại bằng laser trực tiếp được thực hiện tại Đại học Chatofci ở Leuvne vào năm 1991, quá trình thiêu kết trực tiếp bột kim loại để tạo thành các bộ phận ba chiều bởi quy trình SLS là một trong những mục tiêu cuối cùng của tạo mẫu nhanh.So với công nghệ SLS gián tiếp, ưu điểm chính của quy trình DMLS là loại bỏ các bước xử lý trước và sau xử lý tốn kém và tốn thời gian.
Đặc trưng của DMLS
Là một nhánh của công nghệ SLS, công nghệ DMLS về cơ bản có cùng nguyên tắc.Tuy nhiên, rất khó để tạo hình chính xác các chi tiết kim loại có hình dạng phức tạp bằng công nghệ DMLS.Trong phân tích cuối cùng, chủ yếu là do hiệu ứng “hình cầu hóa” và biến dạng thiêu kết của bột kim loại trong DMLS.Hình cầu hóa là một hiện tượng trong đó hình dạng bề mặt của chất lỏng kim loại nóng chảy biến thành bề mặt hình cầu dưới sức căng liên kết giữa kim loại lỏng và môi trường xung quanh để tạo ra hệ thống bao gồm bề mặt của chất lỏng kim loại nóng chảy và bề mặt của môi trường xung quanh với năng lượng tự do tối thiểu.Quá trình hình cầu hóa sẽ làm cho bột kim loại không thể đông đặc lại sau khi nóng chảy để tạo thành một vũng nóng chảy liên tục và mịn, do đó các bộ phận được tạo thành sẽ bị lỏng và xốp, dẫn đến hỏng khuôn.Do độ nhớt tương đối cao của bột kim loại một thành phần trong giai đoạn thiêu kết pha lỏng, hiệu ứng “hình cầu hóa” đặc biệt nghiêm trọng và đường kính hình cầu thường lớn hơn đường kính của các hạt bột, dẫn đến một số lượng lớn lỗ chân lông trong các bộ phận thiêu kết.Do đó, DMLS của bột kim loại một thành phần có các khuyết tật quy trình rõ ràng và thường cần được xử lý tiếp theo, chứ không phải ý nghĩa thực sự của “thiêu kết trực tiếp”.
Để khắc phục hiện tượng "hình cầu hóa" của DMLS bột kim loại một thành phần và các khuyết tật quy trình do kết quả như biến dạng thiêu kết và mật độ lỏng lẻo, nói chung có thể đạt được bằng cách sử dụng bột kim loại nhiều thành phần với các điểm nóng chảy khác nhau hoặc sử dụng bột tiền hợp kim .Hệ thống bột kim loại đa thành phần thường bao gồm các kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao, kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp và một số nguyên tố được thêm vào.Bột kim loại có điểm nóng chảy cao làm khung kim loại có thể giữ lại lõi rắn của nó trong DMLS.Bột kim loại có điểm nóng chảy thấp được sử dụng làm kim loại kết dính, được nấu chảy trong DMLS để tạo thành pha lỏng, và kết quả là pha lỏng bao phủ, làm ướt và liên kết các hạt kim loại pha rắn để đạt được độ đặc của quá trình thiêu kết.
Là một công ty hàng đầu tại Trung Quốcdịch vụ in 3Dngành công nghiệp,JSADD3D sẽ không quên ý định ban đầu, tăng cường đầu tư, đổi mới và phát triển nhiều công nghệ hơn, đồng thời tin tưởng rằng nó sẽ mang lại trải nghiệm in 3D mới cho công chúng.
Người đóng góp: Sammi