Плавление электронным пучком(EBM)
Селективное плавление электронным пучком (EBSM) Принцип
Аналогично лазерному селективному спеканию иСелективное лазерное плавлениеТехнология селективного плавления электронным пучком (EBSM) — это технология быстрого производства, использующая высокоэнергетические и высокоскоростные электронные пучки для селективной бомбардировки металлического порошка, в результате чего происходит плавление и формирование порошковых материалов.
Процесс EBSM Технология заключается в следующем: сначала на поверхность порошка наносится слой порошка; затем, под управлением компьютера, электронный луч избирательно расплавляется в соответствии с информацией о поперечном профиле, и металлический порошок расплавляется, соединяясь с формируемой деталью снизу и наслаиваясь слой за слоем до полного расплавления всей детали; наконец, удаляется избыток порошка для получения желаемого трехмерного изделия. Сигнал сканирования в реальном времени с верхнего компьютера передается на отклоняющее устройство после цифро-аналогового преобразования и усиления мощности, и электронный луч отклоняется под действием магнитного поля, создаваемого соответствующим отклоняющим напряжением, для достижения избирательного расплавления. После более чем десяти лет исследований было установлено, что некоторые параметры процесса, такие как ток электронного луча, ток фокусировки, время воздействия, толщина порошка, ускоряющее напряжение и режим сканирования, были исследованы в ортогональных экспериментах. Время воздействия оказывает наибольшее влияние на процесс формования.
Преимуществаиз EBSM
Технология прямой электронно-лучевой формовки металла использует высокоэнергетические электронные пучки в качестве источника теплового воздействия. Сканирующая формовка может выполняться без механической инерции за счет управления магнитной отклоняющей катушкой, а вакуумная среда электронного пучка также предотвращает окисление металлического порошка во время жидкофазного спекания или плавления. По сравнению с лазером, электронно-лучевая формовка обладает преимуществами высокой степени использования энергии, большой глубины воздействия, высокой степени поглощения материала, стабильности и низких эксплуатационных и ремонтных затрат. Преимущества технологии электронно-лучевой формовки включают высокую эффективность формовки, низкую деформацию детали, отсутствие необходимости в металлической опоре в процессе формовки, более плотную микроструктуру и т. д. Отклонение и фокусировка электронного пучка осуществляются быстрее и точнее. Отклонение лазера требует использования вибрационного зеркала, а скорость вращения вибрационного зеркала чрезвычайно высока при высокоскоростном сканировании лазером. При увеличении мощности лазера требуется более сложная система охлаждения гальванометра, и его вес значительно увеличивается. В результате, при использовании сканирования с более высокой мощностью скорость сканирования лазера будет ограничена. При сканировании большого диапазона формования изменение фокусного расстояния лазера также представляет собой сложную задачу. Отклонение и фокусировка электронного пучка осуществляются с помощью магнитного поля. Отклонение и фокусировка электронного пучка могут быстро и точно контролироваться путем изменения интенсивности и направления электрического сигнала. Система отклонения и фокусировки электронного пучка не будет подвержена воздействию испарения металла. При плавлении металла лазерами и электронными пучками пары металла диффундируют по всему формовочному пространству и покрывают поверхность любого объекта, контактирующего с металлической пленкой. Отклонение и фокусировка электронных пучков осуществляются в магнитном поле, поэтому они не подвержены воздействию испарения металла; оптические устройства, такие как лазерные гальванометры, легко загрязняются испарением.
Лазер Метал Показания(LMD)
Технология лазерного осаждения металла (LMD) была впервые предложена Сандиаской национальной лабораторией в США в 1990-х годах, а затем последовательно развивалась во многих странах мира. Поскольку многие университеты и институты проводят исследования независимо друг от друга, эта технология имеет множество названий, хотя они и не идентичны, но ее основные принципы в основном 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 путем перемещения по рабочему столу или соплу получается многослойное покрытие.
Технология линз В лазерной наплавке используются лазеры киловаттного класса. Из-за большого фокусного пятна лазера, обычно более 1 мм, хотя и можно получить плотно связанные металлургические соединения, их точность размеров и качество поверхности не очень хороши, и перед использованием требуется дополнительная механическая обработка. Лазерная наплавка — это сложный физико-химический металлургический процесс, 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 степень разбавления, образование трещин, шероховатость поверхности и плотность наплавленных деталей. В то же время каждый параметр влияет на другие, что делает процесс очень сложным. Необходимо применять соответствующие методы контроля для управления различными влияющими факторами в пределах допустимого диапазона процесса наплавки.
ПрямойМеталлический лазер Sинтеринг(DMLS)
Обычно существует два метода дляСЛСДля изготовления металлических деталей существует два метода: косвенный, а именно, селективное лазерное спекание (SLS) порошка металла с полимерным покрытием; и прямой, а именно, прямое лазерное спекание металла (DMLS). С момента проведения исследований по прямому лазерному спеканию порошка металла в университете Шатофчи в Левне в 1991 году, прямое спекание порошка металла для формирования трехмерных деталей методом SLS является одной из конечных целей быстрого прототипирования. По сравнению с косвенной технологией SLS, главное преимущество процесса DMLS заключается в исключении дорогостоящих и трудоемких этапов предварительной и последующей обработки.
Функции из DMLS
Технология DMLS, являясь ответвлением технологии SLS, имеет в основном тот же принцип. Однако с помощью технологии DMLS сложно точно формовать металлические детали сложной формы. В конечном итоге это в основном связано с эффектом «сфероидизации» и деформацией при спекании металлического порошка в DMLS. Сфероидизация — это явление, при котором форма поверхности расплавленного металла преобразуется в сферическую под действием поверхностного натяжения между жидким металлом и окружающей средой, чтобы система, состоящая из поверхности расплавленного металла и поверхности окружающей среды, обладала минимальной свободной энергией. Сфероидизация препятствует затвердеванию металлического порошка после плавления, образуя непрерывный и гладкий расплавленный слой, поэтому формованные детали получаются рыхлыми и пористыми, что приводит к дефектам формования. Из-за относительно высокой вязкости однокомпонентного металлического порошка на стадии жидкофазного спекания особенно сильно проявляется эффект «сфероидизации», при этом диаметр сферических частиц часто превышает диаметр частиц порошка, что приводит к образованию большого количества пор в спеченных деталях. Поэтому метод DMLS однокомпонентного металлического порошка имеет очевидные технологические недостатки и часто требует дополнительной обработки, а не является настоящим «прямым спеканием».
Для преодоления явления «сфероидизации» однокомпонентного металлического порошка, полученного методом DMLS, и связанных с этим дефектов процесса, таких как деформация при спекании и низкая плотность, обычно используется многокомпонентный металлический порошок с различными температурами плавления или предварительно легированные порошки. Многокомпонентная система металлического порошка, как правило, состоит из металлов с высокой температурой плавления, металлов с низкой температурой плавления и некоторых добавок. Металлический порошок с высокой температурой плавления, выступающий в качестве каркасного металла, сохраняет свою твердую сердцевину в процессе DMLS. Металлический порошок с низкой температурой плавления используется в качестве связующего металла, который плавится в процессе DMLS с образованием жидкой фазы, а полученная жидкая фаза покрывает, смачивает и связывает частицы металла в твердой фазе, обеспечивая спекание и уплотнение.
Являясь ведущей компанией в Китаеуслуги 3D-печатипромышленность,JSADD3D не забудет о своих первоначальных намерениях, увеличит инвестиции, будет внедрять инновации и разрабатывать новые технологии, и верит, что это подарит общественности новый опыт 3D-печати.
Автор статьи: Сэмми
