Topirea cu fascicul de electroni(EBM)
Topire selectivă cu fascicul de electroni (EBSM) Principiu
Similar cu sinterizarea selectivă cu laser șiTopire selectivă cu laserTehnologia de topire selectivă cu fascicul de electroni (EBSM) este o tehnologie de fabricație rapidă care utilizează fascicule de electroni de mare energie și mare viteză pentru a bombarda selectiv pulberea metalică, topind și formând astfel materiale pulverulente.
Procesul EBSM Tehnologia este următoarea: mai întâi, se întinde un strat de pulbere pe planul de răspândire a pulberii; apoi, sub controlul computerului, fasciculul de electroni este topit selectiv în funcție de informațiile profilului secțiunii transversale, iar pulberea metalică este topită împreună, lipită de piesa formată de dedesubt și îngrămădită strat cu strat până când întreaga piesă este complet topită; în final, excesul de pulbere este îndepărtat pentru a obține produsul tridimensional dorit. Semnalul de scanare în timp real al computerului superior este transmis către jugul 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 realiza topirea selectivă. După mai bine de zece ani de cercetare, s-a constatat că anumiți 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 efectuați în experimente ortogonale. Timpul de acțiune are cea mai mare influență asupra formării.
Avantajeal EBSM
Tehnologia de formare directă a metalului cu fascicul de electroni utilizează fascicule de electroni de înaltă energie ca sursă de căldură pentru 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, de asemenea, preveni oxidarea pulberii metalice în timpul sinterizării sau topirii în fază lichidă. Comparativ cu laserul, fasciculul de electroni are avantajele unei rate ridicate de utilizare a energiei, a unei adâncimi mari de acțiune, a unei rate mari de absorbție a materialului, a stabilității și a unor costuri reduse de operare și întreținere. Beneficiile tehnologiei EBM includ eficiență ridicată a formării, deformare redusă a piesei, lipsa necesității unui suport metalic în timpul procesului de formare, o microstructură mai densă și așa mai departe. Devierea fasciculului de electroni și controlul focalizării sunt mai rapide și mai sensibile. Devierea laserului necesită utilizarea unei oglinzi vibratoare, iar viteza de rotație a oglinzii vibratoare este extrem de rapidă atunci când laserul scanează la viteze mari. Când puterea laserului este crescută, galvanometrul necesită un sistem de răcire mai complex, iar greutatea sa crește semnificativ. Drept urmare, atunci când se utilizează scanarea 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. Devierea și focalizarea fasciculului de electroni se realizează prin intermediul unui câmp magnetic. Lungimea de deviere și focalizare a fasciculului de electroni poate fi controlată rapid și sensibil prin schimbarea intensității și direcției semnalului electric. Sistemul de focalizare prin deviere a fasciculului de electroni nu va fi perturbat de evaporarea metalului. La topirea metalului cu lasere și fascicule de electroni, vaporii metalici se vor difuza în tot spațiul de formare și vor acoperi suprafața oricărui obiect în contact cu o peliculă metalică. Devierea și focalizarea fasciculelor de electroni se realizează toate într-un câmp magnetic, astfel încât acestea nu vor fi afectate de evaporarea metalului; dispozitivele optice, cum ar fi galvanometrele cu laser, sunt ușor poluate de evaporare.
Laser Metal Depunere(LMD)
Depunerea laser a metalelor (LMD) a fost propusă pentru prima dată de Laboratorul Național Sandia din Statele Unite în anii 1990 și apoi dezvoltată succesiv în multe părți ale lumii. Întrucât multe universități și instituții desfășoară cercetări în mod independent, această tehnologie are multe denumiri, 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 ale pulberii și luminii coincid, iar entitatea de placare stivuită este obținută prin deplasarea prin masa de lucru sau duză.
Tehnologia LENS utilizează lasere din clasa kilowați. Datorită punctului focal laser mare, în general mai mare de 1 mm, deși se pot obține entități metalice dense legate metalurgic, precizia dimensională și finisajul suprafeței nu sunt foarte bune și este necesară o prelucrare suplimentară înainte de utilizare. Placarea cu laser este un proces metalurgic fizic și chimic complex, iar parametrii procesului de placare au o influență mare asupra calității pieselor placate. Parametrii procesului de placare cu laser includ în principal puterea laserului, diametrul punctului, cantitatea de defocalizare, viteza de alimentare cu pulbere, viteza de scanare, temperatura băii topite etc., care au un impact mare asupra ratei de diluție, fisurii, rugozității suprafeței și compactității pieselor de placare. În același timp, fiecare parametru se influențează reciproc, ceea ce reprezintă un proces foarte complicat. Trebuie adoptate metode de control adecvate pentru a controla diverși factori de influență în intervalul admis al procesului de placare.
DirectLaser metalic Sintering(DMLS)
De obicei, există două metode pentruSLSPentru fabricarea pieselor metalice, una este metoda indirectă, adică SLS a pulberii metalice acoperite cu polimeri; cealaltă este metoda directă, adică sinterizarea directă cu laser a metalelor (DMLS). De când 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. Comparativ cu tehnologia SLS indirectă, principalul avantaj al procesului DMLS este eliminarea etapelor costisitoare și consumatoare de timp ale procesului de pre-tratare și post-tratare.
Caracteristici din DMLS
Ca ramură a tehnologiei SLS, tehnologia DMLS are practic același principiu. Cu toate acestea, este dificil să se formeze cu precizie piese metalice cu forme complexe prin tehnologia DMLS. În cele din urmă, acest lucru se datorează în principal efectului de „sferoidizare” și deformării prin sinterizare a pulberii metalice în DMLS. Sferoidizarea este un fenomen în care forma suprafeței metalului topit lichid se transformă într-o suprafață sferică sub tensiunea interfacială dintre metalul lichid și mediul înconjurător, pentru a crea un sistem compus din suprafața metalului topit lichid și suprafața mediului înconjurător cu energie liberă minimă. Sferoidizarea va face ca pulberea metalică să nu se solidifice după topire pentru a forma o baie topită continuă și netedă, astfel încât piesele formate sunt libere și poroase, rezultând în defectarea 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 pori în piesele sinterizate. Prin urmare, DMLS-ul pulberii metalice monocomponente prezintă 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 rezultate, cum ar fi deformarea la sinterizare și densitatea redusă, acest lucru se poate realiza în general prin utilizarea de pulberi metalice multicomponente cu puncte de topire diferite sau prin utilizarea de pulberi de prealiere. Sistemul de pulberi metalice multicomponente 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 schelet metalic, își poate păstra miezul solid în DMLS. Pulberea metalică cu punct de topire scăzut este utilizată ca metal liant, care este topit în DMLS pentru a forma o fază lichidă, iar faza lichidă rezultată acoperă, umezește și leagă particulele metalice în fază solidă pentru a realiza densificarea sinterizării.
Ca o companie lider în ChinaServiciu de imprimare 3Dindustrie,JSADD3D nu își va uita intenția inițială, va crește investițiile, va inova și va dezvolta mai multe tehnologii și crede că va aduce publicului o nouă experiență de imprimare 3D.
Contribuitor: Sammi
