Электронно-лучевая плавка(EBM)
Селективное плавление электронным лучом (СЭЛП) Принцип
Подобно лазерному селективному спеканию иСелективное лазерное плавлениепроцессы, технология селективной плавки электронным лучом (EBSM) представляет собой технологию быстрого производства, которая использует высокоэнергетические и высокоскоростные электронные лучи для выборочной бомбардировки металлического порошка, тем самым плавя и формируя порошковые материалы.
Процесс EBSM Технология заключается в следующем: сначала наносят слой порошка на плоскость распределения порошка; затем под управлением компьютера электронный луч выборочно плавят в соответствии с информацией о профиле поперечного сечения, и металлический порошок сплавляется вместе, связывается с формируемой деталью ниже и насыпается слой за слоем, пока вся деталь полностью не расплавится; Наконец, излишки порошка удаляются, чтобы получить желаемый трехмерный продукт. Сигнал сканирования в реальном времени с верхнего компьютера передается на отклоняющее ярмо после цифро-аналогового преобразования и усиления мощности, и электронный луч отклоняется под действием магнитного поля, создаваемого соответствующим отклоняющим напряжением, для достижения селективного плавления. После более чем десяти лет исследований было обнаружено, что некоторые параметры процесса, такие как ток электронного пучка, ток фокусировки, время воздействия, толщина порошка, ускоряющее напряжение и режим сканирования, проводятся в ортогональных экспериментах. Время воздействия оказывает наибольшее влияние на формование.
Преимуществаиз EBSM
Технология прямой электронно-лучевой формовки металла использует в качестве источника тепла высокоэнергетические электронные пучки. Сканирующая формовка может осуществляться без механической инерции посредством управления магнитной отклоняющей катушкой, а вакуумная среда электронного луча также предотвращает окисление металлического порошка во время спекания или плавления в жидкой фазе. По сравнению с лазером, электронный луч обладает такими преимуществами, как высокий коэффициент использования энергии, большая глубина воздействия, высокая скорость поглощения материала, стабильность и низкие эксплуатационные расходы. Преимущества технологии EBM включают высокую эффективность формовки, низкую деформацию детали, отсутствие необходимости в металлической опоре в процессе формовки, более плотную микроструктуру и т. д. Управление отклонением и фокусировкой электронного луча происходит быстрее и чувствительнее. Отклонение лазера требует использования вибрирующего зеркала, скорость вращения которого чрезвычайно высока при сканировании лазером на высоких скоростях. С увеличением мощности лазера гальванометру требуется более сложная система охлаждения, и его вес значительно увеличивается. В результате при использовании сканирования с более высокой мощностью скорость сканирования лазера будет ограничена. При сканировании большого диапазона формовки изменение фокусного расстояния лазера также затруднено. Отклонение и фокусировка электронного луча осуществляются магнитным полем. Длина отклонения и фокусировки электронного луча может быстро и чувствительно регулироваться путем изменения интенсивности и направления электрического сигнала. Система фокусировки отклонения электронного луча не подвержена влиянию испарения металла. При плавке металла лазерами и электронными лучами пары металла распространяются по всему формовочному пространству и покрывают поверхность любого объекта, соприкасающегося с металлической пленкой. Отклонение и фокусировка электронных лучей осуществляются в магнитном поле, поэтому испарение металла на них не влияет; оптические приборы, такие как лазерные гальванометры, легко загрязняются испарением.
Лазер Менятал Отложение(ЛМД)
Технология лазерного осаждения металла (ЛОД) была впервые предложена в Национальной лаборатории Сандия (США) в 1990-х годах, а затем получила последовательное развитие во многих частях мира. Поскольку многие университеты и институты проводят исследования независимо друг от друга, эта технология имеет множество названий, хотя названия и различаются, но принципы её действия в целом одинаковы. В процессе формования порошок собирается на рабочей плоскости через сопло, и лазерный луч также собирается в этой точке, при этом точки воздействия порошка и света совпадают, и многослойная структура наплавки получается путём перемещения через рабочий стол или сопло.
Технология LENS использует лазеры киловаттного класса. Из-за большого пятна фокусировки лазера, обычно более 1 мм, хотя и можно получить металлургически связанные плотные металлические объекты, их размерная точность и качество поверхности не очень хороши, и перед использованием требуется дополнительная механическая обработка. Лазерная наплавка является сложным физико-химическим металлургическим процессом, и параметры процесса наплавки оказывают большое влияние на качество наплавленных деталей. Параметры процесса лазерной наплавки в основном включают мощность лазера, диаметр пятна, величину расфокусировки, скорость подачи порошка, скорость сканирования, температуру расплавленной ванны и т. д., которые оказывают большое влияние на скорость растворения, трещинообразование, шероховатость поверхности и компактность наплавленных деталей. В то же время каждый параметр также влияет друг на друга, что является очень сложным процессом. Для контроля различных влияющих факторов в допустимом диапазоне процесса наплавки должны быть приняты соответствующие методы контроля.
ПрямойМеталлический лазер Sинтеринг(ДМЛС)
Обычно существует два методаSLSДля изготовления металлических деталей используется один из методов: косвенный метод, то есть SLS (SLS) металлического порошка с полимерным покрытием; другой метод — прямой метод, то есть прямое лазерное спекание металла (DMLS). С момента начала исследований прямого лазерного спекания металлического порошка в Университете Хатофчи в Лёвне в 1991 году, прямое спекание металлического порошка для формирования трёхмерных деталей методом SLS является одной из основных целей быстрого прототипирования. По сравнению с технологией косвенного SLS, главное преимущество метода DMLS заключается в отсутствии дорогостоящих и длительных этапов предварительной и последующей обработки.
Функции из DMLS
Технология DMLS, являясь ответвлением технологии SLS, по сути, имеет тот же принцип. Однако с помощью технологии DMLS сложно точно формовать металлические детали сложной формы. В конечном счете, это обусловлено главным образом эффектом «сфероидизации» и деформацией спекания металлического порошка в DMLS. Сфероидизация — это явление, при котором форма поверхности расплавленного металла преобразуется в сферическую поверхность под действием межфазного натяжения между жидким металлом и окружающей средой, чтобы создать систему, состоящую из поверхности расплавленного металла и поверхности окружающей среды с минимальной свободной энергией. Сфероидизация приведет к тому, что металлический порошок не сможет затвердеть после плавления, образуя непрерывную и гладкую расплавленную ванну, поэтому сформированные детали будут рыхлыми и пористыми, что приведет к разрушению формовки. Из-за относительно высокой вязкости однокомпонентного металлического порошка на стадии жидкофазного спекания эффект «сфероидизации» особенно выражен, а диаметр сферических частиц часто превышает диаметр частиц порошка, что приводит к образованию большого количества пор в спеченных деталях. Поэтому DMLS однокомпонентного металлического порошка имеет очевидные технологические дефекты и часто требует последующей обработки, а не непосредственного «прямого спекания».
Чтобы преодолеть явление «сфероидизации» однокомпонентного металлического порошка DMLS и возникающие в результате этого дефекты процесса, такие как деформация спекания и насыпная плотность, обычно можно достичь путем использования многокомпонентных металлических порошков с различными температурами плавления или использования предварительно легирующих порошков. Многокомпонентная система металлических порошков обычно состоит из металлов с высокой температурой плавления, металлов с низкой температурой плавления и некоторых добавленных элементов. Металлический порошок с высокой температурой плавления в качестве металлического каркаса может сохранять свое твердое ядро в DMLS. Металлический порошок с низкой температурой плавления используется в качестве связующего металла, который расплавляется в DMLS с образованием жидкой фазы, и полученная жидкая фаза покрывает, смачивает и связывает частицы металла твердой фазы для достижения уплотнения спеканием.
Как ведущая компания в КитаеУслуги 3D-печатипромышленность,JSADD3D не забудет о своем первоначальном намерении, увеличит инвестиции, внедрит инновации и разработает больше технологий и поверит, что это принесет обществу новый опыт 3D-печати.
Автор: Сэмми
