การผลิตลำแสงอิเล็กตรอน หมายถึงกระบวนการผลิตสารเติมแต่งที่ใช้ลำแสงโฟกัสของอิเล็กตรอนพลังงานสูงเพื่อคัดเลือกอนุภาคผงเมทัลลิกที่คัดเลือกมารวมกันเป็นชั้น ๆ เพื่อสร้างส่วนประกอบ 3D ที่ซับซ้อนโดยตรง
หรือที่เรียกว่าอิเล็กตรอนคานหลอมละลาย (EBM) หรือฟิวชั่นเตียงผงอิเล็กตรอนแบบอิเล็กตรอนกระบวนการนี้มีความสามารถเช่นอัตราการสร้างคุณสมบัติของวัสดุผิวผิวและอิสระทางเรขาคณิตที่ไม่มีใครเทียบได้จากเส้นทางการผลิตแบบดั้งเดิม
คู่มือนี้ให้ภาพรวมของการผลิตลำแสงอิเล็กตรอนซึ่งครอบคลุมความสามารถของกระบวนการวัสดุแอปพลิเคชันซัพพลายเออร์ระบบการเปรียบเทียบการแลกเปลี่ยนและคำถามที่พบบ่อยเมื่อพิจารณาการยอมรับ
ภาพรวมของกระบวนการผลิตลำแสงอิเล็กตรอน
- ผงโลหะแพร่กระจายอย่างสม่ำเสมอผ่านแผ่นสร้าง
- คานอิเล็กตรอนสแกนเส้นทางที่กำหนดหลอมรวมผง
- ดัชนีแผ่นลงเลเยอร์ใหม่กระจายอยู่ด้านบน
- ความร้อนอุ่นรักษาอุณหภูมิกระบวนการ
- ห้องจัดขึ้นภายใต้สุญญากาศในระหว่างการสร้าง
- สนับสนุนโครงสร้างที่จำเป็น
- ชิ้นส่วนสุดท้ายถูกตัดออกไปและเสร็จตามต้องการ
คานอิเล็กตรอนให้การเจาะลึกกว่าเลเซอร์ที่เร็วกว่าเลเซอร์ลงในวัสดุที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าทำให้อัตราการสร้างที่สูงขึ้นโดยมีความเครียดที่เหลืออยู่น้อยลง
วัสดุที่ใช้ในการผลิตลำแสงอิเล็กตรอน
มีการประมวลผลอัลลอยด์ที่หลากหลายแต่ละแบบที่ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการกระจายเคมีและขนาดอนุภาค:
| วัสดุ | โลหะผสมทั่วไป | ภาพรวม |
|---|---|---|
| โลหะผสมไทเทเนียม | ti6al4v, ti6al4v หรือ | เกรดการบินและอวกาศผสมกับความแข็งแรงสูงน้ำหนักต่ำ |
| โลหะผสมนิกเกิล | Inconel 718, 625, Haynes 282 | ซุปเปอร์อัลลอยที่ทนความร้อน/การกัดกร่อนสำหรับกังหัน |
| โคบอลต์โครเมี่ยม | ทำอาหาร | โลหะผสมที่ทนต่อการสึกหรอสำหรับการปลูกถ่าย |
| สแตนเลส | 17-4, 316 L, 304 L | ความแข็งแรงสูงพร้อมความต้านทานการกัดกร่อน |
| เหล็กเครื่องมือ | H13, MARAGING Steel | ความแข็ง/ความต้านทานการสึกหรอมาก |
| อัลลอยอลูมิเนียม | เครื่องตัดขนาดเล็ก | อัตราการแข็งตัวอย่างรวดเร็วของอัลที่กำหนดเอง |
ข้อดีเช่นการควบคุมโครงสร้างของเมล็ดข้าวและข้อบกพร่องส่งเสริมคุณสมบัติเชิงกลที่เพิ่มขึ้น
ลักษณะและความอดทน
นอกเหนือจากคุณสมบัติของโลหะผสมที่ปรับแต่งแล้วความสามารถในกระบวนการสำคัญ ได้แก่ :
| คุณลักษณะ | คำอธิบาย |
|---|---|
| พื้นผิวเสร็จสิ้น | ต่ำสุดที่ 5 μmความหยาบเรียบพอสำหรับการใช้งานขั้นสุดท้ายขึ้นอยู่กับรูปทรงเรขาคณิตไม่จำเป็นต้องมีการตกแต่ง |
| ความละเอียดของคุณสมบัติ | รายละเอียดที่ดีลงถึง ~ 100 μmที่รองรับโดยพารามิเตอร์กระบวนการ |
| ความแม่นยำ | ± 0.2% ที่มีค่าเบี่ยงเบน 50 μmมากกว่า 100 มม. ส่วนหนึ่ง |
| ความหนาแน่น | มากกว่า 99.8% ของทฤษฎีสูงสุดซึ่งสูงที่สุดของวิธีการโลหะ AM |
| สร้างขนาด | ส่วนประกอบที่มีความยาวมากกว่า 1,000 มม. เป็นไปได้ขึ้นอยู่กับโมเดลระบบ |
| การสร้างต้นแบบ | ความสามารถในการผลิตชุดเดี่ยวถึงขนาดเล็กเหมาะสำหรับรุ่นวิศวกรรมที่ต้องการโลหะ |
| การผลิต | อุตสาหกรรมการบินและอวกาศและการแพทย์เริ่มรับรองกระบวนการสำหรับการผลิตชิ้นส่วนปลายทาง |
ความสอดคล้องและคุณภาพช่วยให้แอพพลิเคชั่นที่มีความต้องการสูง
การผลิตลำแสงอิเล็กตรอน แอปพลิเคชัน
| อุตสาหกรรม | ใช้ | ตัวอย่างส่วนประกอบ |
|---|---|---|
| การบินและอวกาศ | ส่วนประกอบโครงสร้างชิ้นส่วนเครื่องยนต์ | ใบพัดกังหันเฟรมติดตั้ง |
| ทางการแพทย์ | รากฟันเทียมศัลยกรรมกระดูก, เครื่องมือผ่าตัด | สะโพก, เข่า, กะโหลกศีรษะ, แคลมป์ |
| เกี่ยวกับยานยนต์ | ส่วนประกอบประสิทธิภาพที่มีน้ำหนักเบา | ล้อกังหัน, manifolds |
| ทางอุตสาหกรรม | การผลิตโลหะปลายทาง | แขนหุ่นยนต์ที่มีน้ำหนักเบาชิ้นส่วนการจัดการของเหลว |
พิเศษเพิ่มเติมใช้การออกแบบเลเวอเรจวัสดุการทำงานร่วมกันประสิทธิภาพ
ผู้ผลิตระบบและราคา
| ผู้ผลิต | คำอธิบาย | ช่วงราคาฐาน |
|---|---|---|
| อาร์คัม (GE) | ผู้บุกเบิกที่มีรุ่นของระบบ EBM | $ 1. – $ แม่ |
| Velo3D | ระบบขั้นสูงสัญญารายละเอียดปลีกย่อยและการสร้างที่สูงขึ้น | $$$$ |
| jeol | การวิจัยและการผลิตขนาดเล็กมุ่งเน้น | $$$ |
ค่าใช้จ่ายในการปฏิบัติงานเกี่ยวกับวัสดุอาร์กอนไฟฟ้าสามารถอยู่ในช่วงตั้งแต่ $ 100-$ 1,000+ ต่อวันขึ้นอยู่กับการสร้าง
การแลกเปลี่ยนลำแสงอิเล็กตรอนเทียบกับกระบวนการอื่น ๆ
ข้อดี:
- อัตราการสร้างที่สูงกว่าฟิวชั่นเลเซอร์เตียงผง
- ความเครียดที่เหลือต่ำกว่าวิธีเลเซอร์
- ความแม่นยำและพื้นผิวที่ยอดเยี่ยม
- วัสดุอินพุตที่มีความบริสุทธิ์สูงสำหรับคุณสมบัติ
- ปริมาณการผลิตในอนาคตที่มีศักยภาพสูง
จุดด้อย:
- ยังคงเติบโตเมื่อเทียบกับเทคโนโลยีเตียงผงอื่น ๆ
- ความสามารถขนาดไม่ได้เป็นวิธีเลเซอร์ขนาดใหญ่
- ความพร้อมใช้งานของวัสดุยังคงกว้างขึ้น
- ต้นทุนอุปกรณ์ที่สูงขึ้นในการเป็นเจ้าของ
- ข้อ จำกัด เกี่ยวกับรูปทรงเรขาคณิตที่ต้องการการสนับสนุน
สำหรับแอปพลิเคชันที่เหมาะสมศักยภาพประสิทธิภาพที่ไม่มีใครเทียบ
คำถามที่พบบ่อย
อะไรกำหนดขนาดชิ้นส่วนสูงสุด?
ระบบการสแกนสูงสุดของโมเดลระบบการสแกนข้อ จำกัด กลยุทธ์การสแกนความเครียดจากความร้อนข้อ จำกัด การแพร่กระจายของผงและจำนวนส่วนประกอบที่กำหนดความสามารถในขนาดที่สูงถึงความยาว ~ 800 มม. ที่ผ่านการทดสอบ
กระบวนการมีผลต่อคุณสมบัติของวัสดุอย่างไร
อัตราการระบายความร้อนอย่างรวดเร็วจากโปรไฟล์ความร้อนที่ควบคุมได้ให้โครงสร้างจุลภาคที่ดีเพิ่มความแข็งแรง พารามิเตอร์มีความสมดุลกับความเครียดที่เหลือ
อะไรเป็นตัวกำหนดความสามารถในการตกแต่งพื้นผิว?
ขนาดสปอต, พลังลำแสง, กลยุทธ์การสแกน, ความหนาของชั้นผงที่ตามมา, การปนเปื้อนของอนุภาคและอิทธิพลการไล่ระดับสีความร้อนรวมกันเพื่อให้คุณภาพพื้นผิวที่เป็นพิเศษ
ข้อควรระวังด้านความปลอดภัยใดบ้าง?
นอกเหนือจากการป้องกันการจัดการแบบผงแล้วระบบลำแสงอิเล็กตรอนยังต้องการห้องพักที่ได้รับการรับรองพร้อมการป้องกันกรงฟาราเดย์, การเชื่อมต่อความปลอดภัย, การคำนวณเวลาการเปิดรับแสงสูงสุด
ขั้นตอนหลังการประมวลผลทั่วไปคืออะไร?
กระบวนการโพสต์เช่นการกด isostatic ร้อนเพื่อลดความพรุนการรักษาความร้อนเพื่อประสิทธิภาพเชิงกลที่เพิ่มขึ้น