Fusión por haz de electrones(EBM)
Fusión selectiva por haz de electrones (EBSM) Principio
Similar a la sinterización selectiva por láser yFusión láser selectivaprocesos, la tecnología de fusión selectiva por haz de electrones (EBSM) es una tecnología de fabricación rápida que utiliza haces de electrones de alta energía y alta velocidad para bombardear selectivamente polvo metálico, derritiendo y formando así materiales en polvo.
El proceso de EBSM la tecnología es la siguiente: primero, esparza una capa de polvo en el plano de esparcimiento de polvo;luego, bajo el control de la computadora, el haz de electrones se funde selectivamente de acuerdo con la información del perfil de la sección transversal, y el polvo de metal se funde, se une con la parte formada debajo y se amontona capa por capa hasta que toda la parte está completamente Derretido;Finalmente, se elimina el exceso de polvo para producir el producto tridimensional deseado.La señal de escaneo en tiempo real de la computadora superior se transmite al yugo de desviación después de la conversión de digital a analógico y la amplificación de potencia, y el haz de electrones se desvía bajo la acción del campo magnético generado por el voltaje de desviación correspondiente para lograr una fusión selectiva .Después de más de diez años de investigación, se descubrió que algunos parámetros del proceso, como la corriente del haz de electrones, la corriente de enfoque, el tiempo de acción, el espesor del polvo, el voltaje de aceleración y el modo de escaneo, se llevan a cabo en experimentos ortogonales.El tiempo de acción tiene la mayor influencia en la formación.
Ventajasde EBSM
La tecnología de formación directa de metal por haz de electrones utiliza haces de electrones de alta energía como fuente de calor de procesamiento.La formación por exploración se puede realizar sin inercia mecánica mediante la manipulación de la bobina de deflexión magnética, y el entorno de vacío del haz de electrones también puede evitar que el polvo metálico se oxide durante la sinterización o fusión en fase líquida.En comparación con el láser, el haz de electrones tiene las ventajas de una alta tasa de utilización de energía, gran profundidad de acción, alta tasa de absorción de material, estabilidad y bajos costos de operación y mantenimiento.Los beneficios de la tecnología EBM incluyen alta eficiencia de conformado, baja deformación de piezas, ausencia de soporte metálico durante el proceso de conformado, microestructura más densa, etc.La desviación del haz de electrones y el control de enfoque son más rápidos y sensibles.La desviación del láser requiere el uso de un espejo vibratorio, y la velocidad de rotación del espejo vibratorio es extremadamente rápida cuando el láser escanea a altas velocidades.Cuando se aumenta la potencia del láser, el galvanómetro requiere un sistema de enfriamiento más complejo y su peso aumenta significativamente.Como resultado, cuando se utiliza un escaneo de mayor potencia, la velocidad de escaneo del láser será limitada.Al escanear un rango de formación grande, también es difícil cambiar la distancia focal del láser.La desviación y el enfoque del haz de electrones se logran mediante un campo magnético.La desviación y la longitud de enfoque del haz de electrones se pueden controlar de forma rápida y sensible cambiando la intensidad y la dirección de la señal eléctrica.El sistema de enfoque de desviación del haz de electrones no se verá afectado por la evaporación del metal.Al fundir metal con láser y haces de electrones, el vapor de metal se difundirá por todo el espacio de formación y cubrirá la superficie de cualquier objeto en contacto con una película de metal.La desviación y el enfoque de los haces de electrones se realizan en un campo magnético, por lo que no se verán afectados por la evaporación del metal;los dispositivos ópticos, como los galvanómetros láser, se contaminan fácilmente con la evaporación.
Láser yoalto Declaración(LMD)
La deposición láser de metal (LMD) fue propuesta por primera vez por el Laboratorio Nacional Sandia en los Estados Unidos en la década de 1990 y luego se desarrolló sucesivamente en muchas partes del mundo.Dado que muchas universidades e instituciones realizan investigaciones de forma independiente, esta tecnología tiene muchos nombres, aunque los nombres no son los mismos, pero sus principios son básicamente los mismos.Durante el proceso de moldeo, el polvo se acumula en el plano de trabajo a través de la boquilla, y el rayo láser también se acumula en este punto, y los puntos de acción del polvo y la luz coinciden, y la entidad de revestimiento apilada se obtiene moviéndose a través de la mesa de trabajo. o boquilla.
tecnología LENTE utiliza láseres de clase kilovatio.Debido al gran punto de enfoque del láser, generalmente más de 1 mm, aunque se pueden obtener entidades metálicas densas unidas metalúrgicamente, su precisión dimensional y acabado superficial no son muy buenos, y se requiere un mecanizado adicional antes de su uso.El revestimiento con láser es un proceso metalúrgico físico y químico complejo, y los parámetros del proceso de revestimiento tienen una gran influencia en la calidad de las piezas revestidas.Los parámetros del proceso en el revestimiento por láser incluyen principalmente la potencia del láser, el diámetro del punto, la cantidad de desenfoque, la velocidad de alimentación del polvo, la velocidad de escaneo, la temperatura del baño fundido, etc., que tienen un gran impacto en la tasa de dilución, grietas, rugosidad de la superficie y compacidad de las piezas del revestimiento. .Al mismo tiempo, cada parámetro también se afecta entre sí, lo cual es un proceso muy complicado.Se deben adoptar métodos de control apropiados para controlar varios factores influyentes dentro del rango permitido del proceso de revestimiento.
DirectoLáser de metal SenterrarEn g(DMLS)
Por lo general, hay dos métodos paraSLSpara la fabricación de piezas metálicas, uno es el método indirecto, es decir, SLS de polvo metálico recubierto de polímero;el otro es el método directo, es decir, la sinterización directa de metal por láser (DMLS). Dado que la investigación sobre la sinterización directa por láser de polvo metálico se llevó a cabo en la Universidad de Chatofci en Leuvne en 1991, la sinterización directa de polvo metálico para formar piezas tridimensionales por el proceso SLS es uno de los objetivos finales de la creación rápida de prototipos.En comparación con la tecnología SLS indirecta, la principal ventaja del proceso DMLS es la eliminación de los costosos y lentos pasos del proceso de pretratamiento y postratamiento.
Características de DMLS
Como rama de la tecnología SLS, la tecnología DMLS tiene básicamente el mismo principio.Sin embargo, es difícil formar con precisión piezas metálicas con formas complejas mediante la tecnología DMLS.En última instancia, se debe principalmente al efecto de "esferoidización" y la deformación por sinterización del polvo metálico en DMLS.La esferoidización es un fenómeno en el que la forma de la superficie del líquido de metal fundido se transforma en una superficie esférica bajo la tensión interfacial entre el metal líquido y el medio circundante para hacer que el sistema se componga de la superficie del líquido de metal fundido y la superficie de medio circundante con la mínima energía libre.La esferoidización hará que el polvo de metal no pueda solidificarse después de derretirse para formar una piscina fundida continua y uniforme, por lo que las piezas formadas quedan sueltas y porosas, lo que provoca fallas en el moldeado.Debido a la viscosidad relativamente alta del polvo metálico de un solo componente en la etapa de sinterización en fase líquida, el efecto de "esferoidización" es particularmente grave y el diámetro esférico suele ser mayor que el diámetro de las partículas de polvo, lo que conduce a una gran cantidad de partículas de polvo. poros en las piezas sinterizadas.Por lo tanto, el DMLS de polvo metálico de un solo componente tiene defectos de proceso obvios y, a menudo, requiere un tratamiento posterior, no el sentido real de "sinterización directa".
Para superar el fenómeno de "esferoidización" del polvo metálico de un solo componente DMLS y los defectos del proceso resultantes, como la deformación de la sinterización y la baja densidad, generalmente se puede lograr mediante el uso de polvos metálicos de varios componentes con diferentes puntos de fusión o mediante el uso de polvos de prealeación. .El sistema de polvo metálico multicomponente generalmente se compone de metales de alto punto de fusión, metales de bajo punto de fusión y algunos elementos agregados.El polvo de metal de alto punto de fusión como el esqueleto de metal puede retener su núcleo sólido en DMLS.El polvo metálico de bajo punto de fusión se utiliza como metal aglutinante, que se funde en DMLS para formar una fase líquida, y la fase líquida resultante recubre, humedece y une las partículas metálicas en fase sólida para lograr la densificación por sinterización.
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Colaborador: Sammi