Електронно-променеве плавлення(EBM)
Селективне плавлення електронним променем (EBSM) Принцип
Подібно до лазерного селективного спікання таСелективне лазерне плавленняпроцеси, технологія селективного плавлення електронно-променем (EBSM) - це технологія швидкого виробництва, яка використовує високоенергетичні та високошвидкісні електронні пучки для вибіркового бомбардування металевого порошку, тим самим плавлячи та формуючи порошкові матеріали.
Процес EBSM Технологія полягає в наступному: спочатку на площину розподілу порошку наноситься шар порошку; потім під керуванням комп'ютера електронний промінь вибірково плавиться відповідно до інформації про профіль поперечного перерізу, і металевий порошок плавиться разом, з'єднується з нижньою сформованою деталлю та насипається шар за шаром, доки вся деталь повністю не розплавиться; нарешті, надлишок порошку видаляється для отримання бажаного тривимірного продукту. Сигнал сканування в реальному часі з верхнього комп'ютера передається на відхиляючу ярмо після цифро-аналогового перетворення та підсилення потужності, і електронний промінь відхиляється під дією магнітного поля, що генерується відповідною напругою відхилення, для досягнення вибіркового плавлення. Після більш ніж десяти років досліджень було виявлено, що деякі параметри процесу, такі як струм електронного променя, струм фокусування, час дії, товщина порошку, прискорювальна напруга та режим сканування, проводяться в ортогональних експериментах. Час дії має найбільший вплив на формування.
ПеревагиEBSM
Технологія прямого електронно-променевого формування металу використовує високоенергетичні електронні промені як джерело тепла для обробки. Скануюче формування може виконуватися без механічної інерції шляхом маніпулювання магнітною котушкою відхилення, а вакуумне середовище електронного променя також може запобігти окисленню металевого порошку під час спікання або плавлення в рідкій фазі. Порівняно з лазером, електронний промінь має переваги високого коефіцієнта використання енергії, великої глибини дії, високого коефіцієнта поглинання матеріалом, стабільності та низьких витрат на експлуатацію та обслуговування. Переваги технології EBM включають високу ефективність формування, низьку деформацію деталі, відсутність потреби в металевій опорі під час процесу формування, щільнішу мікроструктуру тощо. Відхилення та фокусування електронного променя відбувається швидше та чутливіше. Відхилення лазера вимагає використання вібруючого дзеркала, а швидкість обертання вібруючого дзеркала надзвичайно висока, коли лазер сканує на високих швидкостях. Коли потужність лазера збільшується, гальванометр потребує складнішої системи охолодження, а його вага значно збільшується. Як наслідок, при використанні сканування з більшою потужністю швидкість сканування лазера буде обмежена. Під час сканування великого діапазону формування також важко змінювати фокусну відстань лазера. Відхилення та фокусування електронного променя здійснюються магнітним полем. Відхилення та довжину фокусування електронного променя можна швидко та чутливо контролювати, змінюючи інтенсивність та напрямок електричного сигналу. Система фокусування відхилення електронного променя не буде порушуватися випаровуванням металу. Під час плавлення металу за допомогою лазерів та електронних пучків пара металу дифундуватиме по всьому простору формування та покриватиме поверхню будь-якого об'єкта, що контактує з металевою плівкою. Відхилення та фокусування електронних пучків відбуваються в магнітному полі, тому на них не буде впливати випаровування металу; оптичні пристрої, такі як лазерні гальванометри, легко забруднюються випаровуванням.
Лазерний явисокий Осадження(ЛМД)
Лазерне осадження металу (LMD) було вперше запропоновано Національною лабораторією Сандія у Сполучених Штатах у 1990-х роках, а потім послідовно розвивалося в багатьох частинах світу. Оскільки багато університетів та установ проводять дослідження незалежно один від одного, ця технологія має багато назв, хоча назви не однакові, але їхні принципи в основному однакові. Під час процесу формування порошок збирається на робочій площині через сопло, і лазерний промінь також збирається в цій точці, причому точки дії порошку та світла збігаються, і багатошарове покриття отримується шляхом руху через робочий стіл або сопло.
Технологія LENS використовує лазери кіловатного класу. Через велику лазерну фокусну пляму, зазвичай більше 1 мм, хоча можна отримати металургійно зв'язані щільні металеві елементи, їхня розмірна точність та якість поверхні не дуже хороші, і перед використанням потрібна подальша обробка. Лазерне плакування - це складний фізико-хімічний металургійний процес, і параметри процесу плакування мають великий вплив на якість плакованих деталей. Параметри процесу лазерного плакування включають головним чином потужність лазера, діаметр плями, величину розфокусування, швидкість подачі порошку, швидкість сканування, температуру розплавленої ванни тощо, що має великий вплив на швидкість розрідження, тріщини, шорсткість поверхні та компактність плакованих деталей. Водночас кожен параметр також впливає один на одного, що є дуже складним процесом. Для контролю різних факторів впливу в межах допустимого діапазону процесу плакування необхідно застосовувати відповідні методи контролю.
ПрямийМеталевий лазер Sміжінг(DMLS)
Зазвичай існує два методи дляСЛСДля виготовлення металевих деталей використовується непрямий метод, тобто SLS (світлово-лусоподібне напилення) полімерно покритого металевого порошку; інший – прямий метод, тобто пряме лазерне спікання металу (DMLS). З моменту проведення дослідження прямого лазерного спікання металевого порошку в Університеті Хатофчі в Левні в 1991 році, пряме спікання металевого порошку для формування тривимірних деталей за допомогою SLS-процесу є однією з кінцевих цілей швидкого прототипування. Порівняно з технологією непрямого SLS, основною перевагою DMLS-процесу є усунення дорогих і трудомістких етапів попередньої та подальшої обробки.
Особливості DMLS
Як галузь технології SLS, технологія DMLS має в основному той самий принцип. Однак за допомогою технології DMLS важко точно формувати металеві деталі складної форми. Зрештою, це головним чином пов'язано з ефектом «сфероїдизації» та деформацією спікання металевого порошку в DMLS. Сфероїдизація - це явище, при якому форма поверхні розплавленого металу-рідини перетворюється на сферичну поверхню під дією міжфазного натягу між рідким металом та навколишнім середовищем, в результаті чого система, що складається з поверхні розплавленого металу-рідини та поверхні навколишнього середовища, має мінімальну вільну енергію. Сфероїдизація робить металевий порошок нездатним затвердіти після плавлення, утворюючи суцільну та гладку розплавлену ванну, тому сформовані деталі є пухкими та пористими, що призводить до руйнування формування. Через відносно високу в'язкість однокомпонентного металевого порошку на стадії рідкофазного спікання ефект «сфероїдизації» є особливо серйозним, а сферичний діаметр часто більший за діаметр частинок порошку, що призводить до великої кількості пор у спечених деталях. Таким чином, DMLS однокомпонентного металевого порошку має очевидні технологічні дефекти та часто потребує подальшої обробки, а не справжнього сенсу «прямого спікання».
Щоб подолати явище «сфероїдизації» однокомпонентного металевого порошку DMLS та пов'язані з ним дефекти процесу, такі як деформація спікання та пухка щільність, цього зазвичай можна досягти, використовуючи багатокомпонентні металеві порошки з різними температурами плавлення або використовуючи порошки попереднього легування. Багатокомпонентна система металевих порошків зазвичай складається з металів з високою температурою плавлення, металів з низькою температурою плавлення та деяких доданих елементів. Порошок металевого порошку з високою температурою плавлення як скелетний метал може зберігати своє тверде ядро в DMLS. Порошок металевого порошку з низькою температурою плавлення використовується як сполучний метал, який плавиться в DMLS з утворенням рідкої фази, а отримана рідка фаза покриває, змочує та зв'язує частинки металевого матеріалу твердої фази для досягнення ущільнення спікання.
Як провідна компанія в КитаїПослуги 3D-друкупромисловість,JSADD3D не забуде про свій початковий намір, збільшить інвестиції, впроваджувати інновації та розвивати більше технологій, і вірить, що це принесе громадськості новий досвід 3D-друку.
Автор: Семмі
