Taljenje z elektronskim žarkom(EBM)
Selektivno taljenje z elektronskim žarkom (EBSM) Načelo
Podobno kot lasersko selektivno sintranje inSelektivno lasersko taljenjeTehnologija selektivnega taljenja z elektronskim žarkom (EBSM) je hitra proizvodna tehnologija, ki uporablja visokoenergijske in visokohitrostne elektronske žarke za selektivno bombardiranje kovinskega prahu, s čimer se talijo in tvorijo praškasti materiali.
Postopek EBSM Tehnologija je naslednja: najprej se na ravnino nanašanja prahu nanese plast prahu; nato se pod računalniškim nadzorom elektronski žarek selektivno stopi glede na podatke o profilu prečnega prereza, kovinski prah pa se stopi skupaj, poveže s spodnjim oblikovanim delom in se plast za plastjo nalaga, dokler se celoten del popolnoma ne stopi; na koncu se odvečni prah odstrani, da se dobi želeni tridimenzionalni izdelek. Signal skeniranja v realnem času iz zgornjega računalnika se po digitalno-analogni pretvorbi in ojačitvi moči prenese na odklonski jarem, elektronski žarek pa se pod vplivom magnetnega polja, ki ga ustvarja ustrezna odklonska napetost, odbije, da se doseže selektivno taljenje. Po več kot desetih letih raziskav je bilo ugotovljeno, da se nekateri procesni parametri, kot so tok elektronskega žarka, fokusni tok, čas delovanja, debelina prahu, pospeševalna napetost in način skeniranja, izvajajo v ortogonalnih poskusih. Čas delovanja ima največji vpliv na oblikovanje.
PrednostiEBSM
Tehnologija neposrednega oblikovanja kovin z elektronskim žarkom uporablja visokoenergijske elektronske žarke kot vir toplote za obdelavo. Skenirajoče oblikovanje se lahko izvaja brez mehanske vztrajnosti z manipulacijo magnetne odklonske tuljave, vakuumsko okolje elektronskega žarka pa lahko prepreči tudi oksidacijo kovinskega prahu med sintranjem ali taljenjem v tekoči fazi. V primerjavi z laserjem ima elektronski žarek prednosti visoke stopnje izkoriščenosti energije, velike globine delovanja, visoke stopnje absorpcije materiala, stabilnosti ter nizkih stroškov delovanja in vzdrževanja. Prednosti tehnologije EBM vključujejo visoko učinkovitost oblikovanja, majhno deformacijo delov, odsotnost potrebe po kovinski podpori med postopkom oblikovanja, gostejšo mikrostrukturo itd. Odklon in nadzor fokusa elektronskega žarka sta hitrejša in občutljivejša. Odklon laserja zahteva uporabo vibrirajočega zrcala, hitrost vrtenja vibrirajočega zrcala pa je izjemno visoka, ko laser skenira z visokimi hitrostmi. Ko se moč laserja poveča, galvanometer potrebuje bolj zapleten hladilni sistem, njegova teža pa se znatno poveča. Posledično je pri uporabi skeniranja z večjo močjo hitrost skeniranja laserja omejena. Pri skeniranju velikega območja oblikovanja je spreminjanje goriščne razdalje laserja prav tako težavno. Odklon in fokusiranje elektronskega žarka se dosežeta z magnetnim poljem. Odklon in dolžino fokusiranja elektronskega žarka je mogoče hitro in občutljivo nadzorovati s spreminjanjem intenzivnosti in smeri električnega signala. Sistem za fokusiranje odklona elektronskega žarka ne bo moten zaradi izhlapevanja kovine. Pri taljenju kovine z laserji in elektronskimi žarki se kovinska para razprši po celotnem oblikovalnem prostoru in prekrije površino katerega koli predmeta, ki je v stiku s kovinsko folijo. Odklon in fokusiranje elektronskih žarkov se izvajata v magnetnem polju, zato nanju ne bo vplivalo izhlapevanje kovine; optične naprave, kot so laserski galvanometri, se zaradi izhlapevanja zlahka onesnažijo.
Laser Mevisok Odlaganje(LMD)
Lasersko nanašanje kovin (LMD) je prvi predlagal Nacionalni laboratorij Sandia v Združenih državah Amerike v devetdesetih letih prejšnjega stoletja, nato pa se je postopoma razvijalo v mnogih delih sveta. Ker številne univerze in institucije izvajajo raziskave neodvisno, ima ta tehnologija veliko imen, čeprav imena niso enaka, vendar so njihova načela v osnovi enaka. Med postopkom oblikovanja se prah zbira na delovni ravnini skozi šobo, laserski žarek pa se prav tako zbira na tej točki, pri čemer se točke delovanja prahu in svetlobe prekrivajo, zložena obloga pa se dobi s premikanjem skozi delovno mizo ali šobo.
Tehnologija LENS Uporablja laserje kilovatnega razreda. Zaradi velike laserske žariščne točke, običajno večje od 1 mm, čeprav je mogoče doseči metalurško vezane goste kovinske enote, njihova dimenzijska natančnost in površinska obdelava nista zelo dobri, zato je pred uporabo potrebna nadaljnja obdelava. Lasersko oblaganje je kompleksen fizikalni in kemični metalurški postopek, parametri postopka oblaganja pa močno vplivajo na kakovost obloženih delov. Procesni parametri pri laserskem oblaganju vključujejo predvsem moč laserja, premer točke, količino defokusiranja, hitrost dovajanja prahu, hitrost skeniranja, temperaturo staljene kadi itd., ki močno vplivajo na stopnjo redčenja, razpoke, hrapavost površine in kompaktnost obloženih delov. Hkrati pa vsi parametri vplivajo tudi drug na drugega, kar je zelo zapleten postopek. Za nadzor različnih vplivnih dejavnikov znotraj dovoljenega območja postopka oblaganja je treba sprejeti ustrezne metode nadzora.
NeposrednoKovinski laser Smeding(DMLS)
Običajno obstajata dve metodi zaSLSZa izdelavo kovinskih delov je ena posredna metoda, to je SLS polimerno prevlečenega kovinskega prahu; druga pa direktna metoda, to je direktno lasersko sintranje kovinskega prahu (DMLS). Odkar so bile raziskave o direktnem laserskem sintranju kovinskega prahu izvedene na Univerzi Chatofci v Leuvnu leta 1991, je direktno sintranje kovinskega prahu za oblikovanje tridimenzionalnih delov s postopkom SLS eden od končnih ciljev hitre izdelave prototipov. V primerjavi s tehnologijo posrednega SLS je glavna prednost postopka DMLS odprava dragih in dolgotrajnih korakov predobdelave in naknadne obdelave.
Značilnosti DMLS
Kot veja tehnologije SLS ima tehnologija DMLS v osnovi enako načelo. Vendar pa je s tehnologijo DMLS težko natančno oblikovati kovinske dele kompleksnih oblik. Končna analiza je predvsem posledica učinka "sferoidizacije" in sintranja kovinskega prahu pri DMLS. Sferoidizacija je pojav, pri katerem se površina staljene kovinske tekočine pod vplivom medfazne napetosti med tekočo kovino in okoliškim medijem spremeni v sferično površino, tako da sistem, sestavljen iz površine staljene kovinske tekočine in površine okoliškega medija, ima minimalno prosto energijo. Zaradi sferoidizacije se kovinski prah po taljenju ne more strditi v neprekinjeno in gladko staljeno maso, zato so oblikovani deli ohlapni in porozni, kar povzroči odpoved oblikovanja. Zaradi relativno visoke viskoznosti enokomponentnega kovinskega prahu v fazi sintranja v tekoči fazi je učinek "sferoidizacije" še posebej resen, sferični premer pa je pogosto večji od premera delcev prahu, kar vodi do velikega števila por v sintranih delih. Zato ima DMLS enokomponentnega kovinskega prahu očitne procesne napake in pogosto zahteva naknadno obdelavo, ne pa pravega pomena "neposrednega sintranja".
Da bi premagali pojav "sferoidizacije" pri enokomponentnem kovinskem prahu DMLS in posledične procesne napake, kot sta deformacija sintranja in rahla gostota, je to mogoče doseči z uporabo večkomponentnih kovinskih prahov z različnimi tališčami ali z uporabo prahov za predhodno legiranje. Večkomponentni sistem kovinskega prahu je običajno sestavljen iz kovin z visokim tališčem, kovin z nizkim tališčem in nekaterih dodanih elementov. Kovinski prah z visokim tališčem kot skeletna kovina lahko v DMLS ohrani svoje trdno jedro. Kovinski prah z nizkim tališčem se uporablja kot vezivno kovino, ki se v DMLS stopi v tekočo fazo, nastala tekoča faza pa prekrije, vlaži in veže delce trdne faze, da doseže zgoščevanje sintranja.
Kot vodilno podjetje na KitajskemStoritev 3D-tiskanjaindustrija,JSADD3D ne bo pozabil svojega prvotnega namena, povečal naložbe, uvedel inovacije in razvil več tehnologij ter verjame, da bo javnosti prinesel novo izkušnjo 3D-tiskanja.
Sodelavec: Sammi
