青岛3d打印:新型电子束金属3D打印应运而生
发布时间:2020-04-26 09:13
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经过几年的研究和开发,Wayland Additive现在展示了其名为NeuBeam的新型电子束粉末床聚变(PBF)工艺。这家英国公司声称,其技术比其他金属PBF工艺(包括激光PBF和其他电子束系统)具有众多优势。

该公司从Reliance Precision分离出来,Reliance Precision是一家已有100年历史的工程公司,依靠一系列Innovate UK赠款,基于与电子显微镜和电子束光刻相关的工艺开发出一种新型的电子束PBF。Wayland拥有Reliance的技术许可,目前正在将其NeuBeam技术商业化,目标是到2021年将机器交付给六个客户。

由NeuBeam印刷的零件,没有形成“烧结饼”。图片由Wayland Additive提供。

Wayland首席执行官威尔·理查森(Will Richardson)建议,利用半导体行业开发的原理,NeuBeam能够抵消传统电子束PBF发生的电荷积累(因此NeuBeam中为“ neu”),从而拓宽了系统的打印参数。结果是,与激光PBF相比,整个电子束PBF的稳定性更高,并且具有更大的柔韧性。反过来,与其他PBF工艺相比,NeuBeam可使用的材料范围更广。

理查森(Richardson)将NeuBeam描述为“热零件工艺,而不是热床工艺”,因为热量仅施加到被印刷的零件上,而不是整个床身上。Wayland的技术不会产生与电子束PBF工艺相关的“烧结饼”,而是使粉末在构建完成后就可以自由流动,从而减少了所需的后处理量,降低了能源消耗,并且该公司声称没有零件来自残余应力。通过消除热应力以及气体错流,并简化粉末去除,Wayland建议与传统的电子束技术相比,可以制造更大的零件。

NeuBeam 青岛3D打印公司提供的几何复杂性。图片由Wayland Additive提供。

作为一家新兴的金属PBF公司,Wayland Additive通过使用结构化光扫描,电子成像和高速红外摄像头从一开始就引入了实时过程内监控,从而超越了行业的领导者。这可用于在打印过程中调整系统,以在构建零件时调整微结构。这也有助于材料的开发,因为可以针对金属特定的优化动态更改参数。

电子束PBF在一段时间内已经为新的进步做好了准备,而该领域的竞争者很少。电子束PBF系统的主要制造商是Arcam,现在是GE Additive的子公司,自公司于2001年开始销售系统以来,其电子束熔化(EBM)技术一直是电子束PBF的标准载体。

然而,由于上述原因以及更多原因,该技术受到限制。例如,NeuBeam解决的电荷积聚会导致粉末散布和“烟雾事件”,使印刷层发生变形,从而损坏整个部件。破碎夹层饼并清除未使用的粉末是一项艰巨的过程,需要使用粗糙的材料来限制喷丸零件时爆炸的风险。所有这些限制了使用该技术可以轻松印刷的金属,主要是钛合金和钴铬合金。反过来,Arcam本身也只针对EBM,航空航天和3d打印医疗植入物这两个行业。

然而,最近,像Wayland Additive这样的新进入者开始提供替代方案。除一家名为西安赛龙金属的中国公司外,日本电子束计量和检测技术制造商JEOL还与日本未来增材制造技术研究协会合作开发电子束工艺。

这无疑将使电子束PBF市场更加有趣,并可能为主导市场的激光PBF公司(如EOS)提供进一步的竞争。而且,因为据报道Wayland已经开发出克服EBM缺点的方法,所以毫无疑问,GE正在尝试这样做。