Fusão por feixe de elétrons(EBM)
Fusão seletiva por feixe de elétrons (EBSM) Princípio
Semelhante à sinterização seletiva a laser eFusão seletiva a laserprocessos, a tecnologia de fusão seletiva por feixe de elétrons (EBSM) é uma tecnologia de fabricação rápida que usa feixes de elétrons de alta energia e alta velocidade para bombardear seletivamente pó metálico, derretendo e formando materiais em pó.
O processo de EBSM A tecnologia é a seguinte: primeiro, espalhe uma camada de pó no plano de espalhamento de pó; em seguida, sob o controle do computador, o feixe de elétrons é fundido seletivamente de acordo com as informações do perfil transversal, e o pó metálico é fundido, ligado à peça formada abaixo e empilhado camada por camada até que toda a peça esteja completamente derretida; finalmente, o excesso de pó é removido para produzir o produto tridimensional desejado. O sinal de varredura em tempo real do computador superior é transmitido para o jugo de deflexão após a conversão digital para analógico e amplificação de potência, e o feixe de elétrons é defletido sob a ação do campo magnético gerado pela tensão de deflexão correspondente para obter a fusão seletiva. Após mais de dez anos de pesquisa, descobriu-se que alguns parâmetros do processo, como corrente do feixe de elétrons, corrente de foco, tempo de ação, espessura do pó, tensão de aceleração e modo de varredura, são realizados em experimentos ortogonais. O tempo de ação tem a maior influência na formação.
Vantagensde EBSM
A tecnologia de conformação direta de metais por feixe de elétrons utiliza feixes de elétrons de alta energia como fonte de calor de processamento. A conformação por varredura pode ser realizada sem inércia mecânica, manipulando a bobina de deflexão magnética, e o ambiente de vácuo do feixe de elétrons também pode evitar a oxidação do pó metálico durante a sinterização ou fusão em fase líquida. Comparado ao laser, o feixe de elétrons apresenta as vantagens de alta taxa de utilização de energia, grande profundidade de ação, alta taxa de absorção de material, estabilidade e baixos custos de operação e manutenção. Os benefícios da tecnologia EBM incluem alta eficiência de conformação, baixa deformação das peças, ausência de suporte metálico durante o processo de conformação, microestrutura mais densa, entre outros. A deflexão e o controle do foco do feixe de elétrons são mais rápidos e sensíveis. A deflexão do laser requer o uso de um espelho vibratório, e a velocidade de rotação do espelho vibratório é extremamente rápida quando o laser realiza a varredura em altas velocidades. Quando a potência do laser é aumentada, o galvanômetro requer um sistema de resfriamento mais complexo e seu peso aumenta significativamente. Como resultado, ao utilizar uma varredura de maior potência, a velocidade de varredura do laser será limitada. Ao varrer uma grande faixa de formação, alterar a distância focal do laser também é difícil. A deflexão e o foco do feixe de elétrons são realizados por campo magnético. A deflexão e o comprimento de foco do feixe de elétrons podem ser controlados de forma rápida e sensível, alterando a intensidade e a direção do sinal elétrico. O sistema de foco por deflexão do feixe de elétrons não será perturbado pela evaporação do metal. Ao fundir metal com lasers e feixes de elétrons, o vapor metálico se difundirá por todo o espaço de formação e revestirá a superfície de qualquer objeto em contato com uma película metálica. A deflexão e o foco dos feixes de elétrons são todos feitos em um campo magnético, portanto, não serão afetados pela evaporação do metal; dispositivos ópticos, como galvanômetros a laser, são facilmente poluídos pela evaporação.
Laser Metal Deposição(LMD)
A Deposição de Metal a Laser (LMD) foi proposta pela primeira vez pelo Laboratório Nacional Sandia, nos Estados Unidos, na década de 1990, e posteriormente desenvolvida sucessivamente em diversas partes do mundo. Como muitas universidades e instituições realizam pesquisas de forma independente, essa tecnologia possui diversos nomes, embora os nomes não sejam os mesmos, mas seus princípios são basicamente os mesmos. Durante o processo de moldagem, o pó é coletado no plano de trabalho através do bico, e o feixe de laser também é coletado neste ponto, e os pontos de ação do pó e da luz coincidem, e a entidade de revestimento empilhada é obtida movendo-se através da mesa de trabalho ou bico.
Tecnologia de LENS Utiliza lasers da classe quilowatt. Devido ao grande ponto de foco do laser, geralmente maior que 1 mm, embora entidades metálicas densas ligadas metalurgicamente possam ser obtidas, sua precisão dimensional e acabamento superficial não são muito bons, sendo necessária usinagem adicional antes do uso. O revestimento a laser é um processo metalúrgico físico e químico complexo, e os parâmetros do processo de revestimento têm grande influência na qualidade das peças revestidas. Os parâmetros do processo no revestimento a laser incluem principalmente potência do laser, diâmetro do ponto, quantidade de desfocagem, velocidade de alimentação do pó, velocidade de varredura, temperatura da poça de fusão, etc., que têm grande impacto na taxa de diluição, fissura, rugosidade da superfície e compactação das peças de revestimento. Ao mesmo tempo, cada parâmetro também afeta o outro, o que é um processo muito complexo. Métodos de controle apropriados devem ser adotados para controlar vários fatores de influência dentro da faixa permitida do processo de revestimento.
DiretoLaser de metal Sentreindo(DMLS)
Geralmente existem dois métodos paraSLSPara a fabricação de peças metálicas, utiliza-se o método indireto, ou seja, o SLS (Sistema de Autossoldagem por Laser) de pó metálico revestido com polímero; o método direto, ou seja, a Sinterização Direta a Laser de Metal (DMLS). Desde que a pesquisa sobre sinterização direta a laser de pó metálico foi realizada na Universidade Chatofci, em Leuvne, em 1991, a sinterização direta de pó metálico para formar peças tridimensionais pelo processo SLS é um dos principais objetivos da prototipagem rápida. Comparado à tecnologia SLS indireta, a principal vantagem do processo DMLS é a eliminação de etapas de pré e pós-tratamento, dispendiosas e demoradas.
Características de DMLS
Como um ramo da tecnologia SLS, a tecnologia DMLS tem basicamente o mesmo princípio. No entanto, é difícil moldar com precisão peças metálicas com formas complexas pela tecnologia DMLS. Em última análise, isso se deve principalmente ao efeito de "esferoidização" e à deformação por sinterização do pó metálico em DMLS. A esferoidização é um fenômeno no qual a forma da superfície do líquido metálico fundido se transforma em uma superfície esférica sob a tensão interfacial entre o metal líquido e o meio circundante, a fim de tornar o sistema composto pela superfície do líquido metálico fundido e a superfície do meio circundante com energia livre mínima. A esferoidização tornará o pó metálico incapaz de solidificar após a fusão para formar uma poça de fusão contínua e lisa, de modo que as peças moldadas ficam soltas e porosas, resultando em falha de moldagem. Devido à viscosidade relativamente alta do pó metálico monocomponente na fase líquida de sinterização, o efeito de "esferoidização" é particularmente grave, e o diâmetro esférico é frequentemente maior que o diâmetro das partículas de pó, o que leva a um grande número de poros nas peças sinterizadas. Portanto, o DMLS do pó metálico monocomponente apresenta defeitos de processo óbvios e frequentemente requer tratamento subsequente, em vez do verdadeiro sentido da "sinterização direta".
Para superar o fenômeno de "esferoidização" do pó metálico monocomponente DMLS e os defeitos de processo resultantes, como deformação por sinterização e baixa densidade, isso pode ser alcançado, em geral, utilizando pós metálicos multicomponentes com diferentes pontos de fusão ou pós de pré-ligação. O sistema de pó metálico multicomponente é geralmente composto por metais de alto ponto de fusão, metais de baixo ponto de fusão e alguns elementos adicionados. O pó metálico de alto ponto de fusão, como o esqueleto metálico, pode reter seu núcleo sólido no DMLS. O pó metálico de baixo ponto de fusão é usado como metal ligante, que é fundido no DMLS para formar uma fase líquida, e a fase líquida resultante reveste, umedece e liga as partículas metálicas da fase sólida para atingir a densificação por sinterização.
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Colaborador: Sammi
