Atšķirīga metāla piedevu ražošanas metode ir elektronu staru selektīvā kausēšana (SEBM). Augsts enerģijas blīvums, ātra ražošanas efektivitāte, minimāls formēšanas spriegums un nulles piesārņojums vakuuma vidē ir visas šīs drukas metodes iezīmes. Ātra titāna un titāna sakausējumu, trauslu materiālu (titāna alumīnija sakausējuma), ugunsizturīgu metālu (volframa, molibdēna, tantala, niobija) un īpaši atstarojošu materiālu, piemēram, vara un zelta, prototipu izveide ir īpaši piemērota SEBM tehnoloģijai.
Mēs bijām pirmie, kas ieviesa masveidā ražotu, komerciālu elektronu staru metāla 3D printeri ar netieši apsildāmu volframa katoda elektronu lielgabalu. Lai veiktu strukturālus jauninājumus un funkciju paplašināšanu, tas izmanto netiešo apsildāmo katodu principu, kā arī SEBM tehnoloģijas prasības. Tā rezultātā tiek izstrādāts liels, lēts netiešo termisko elektronu lielgabals ar lielu jaudu, augstu precizitāti un ilgu kalpošanas laiku, kā arī tiek realizēta neatkarīga galveno komponentu vadāmība.
△ Titāna sakausējuma ortopēdiskais implants, kas izveidots ar SEBM tehnoloģiju
SEBM elektronu lielgabala attīstības vēsture mājās un ārzemēs
Iekārtas augstā tehniskā sliekšņa dēļ ir maz vietējo un ārvalstu uzņēmumu ar komerciālu elektronu staru 3D drukas iekārtu ražošanas jaudu. Elektronu lielgabals ir SEBM iekārtas kodols, kas nosaka iekārtas formēšanas izmēru, drukāšanas precizitāti un formēto daļu kvalitāti un veiktspēju. Atšķirībā no speciālā lāzera selektīvās lāzerkausēšanas (SLM) iekārtām, pašlaik nav neviena īpaša elektronu lielgabala komerciāla produkta gan mājās, gan ārzemēs. Katram SEBM aprīkojuma ražotājam pirms aprīkojuma izstrādes vispirms jāizstrādā īpašs elektronu lielgabals.
Pēdējos gados Amerikas Savienotās Valstis, Ķīna, Japāna, Zviedrija, Apvienotā Karaliste un citas valstis ir palielinājušas īpašu elektronu lielgabalu izpēti un izstrādi SEBM iekārtām, kā arī ir secīgi izstrādājušas tieši karsējamus elektronu lielgabalus ar volframu un monokristālu. LaB6 kā katodi. Tiešā apsildāmā elektronu lielgabals ar volframu kā katodu ir elektronu lielgabals, ko izmanto pirmās paaudzes komerciālajā SEBM iekārtā. Tam ir zemu izmaksu un stabilas veiktspējas priekšrocības, taču tam ir īss kalpošanas laiks (<100 h) and a large beam spot diameter (200 h) under high power. -300μm) and other shortcomings.
In order to solve this problem, related companies have introduced the second-generation direct-heating electron gun with a LaB6 cathode. Compared with tungsten cathodes, LaB6 cathodes have the advantages of long life (>500 h), liela jauda (6kW) un mazs staru kūļa punkta diametrs (140 μm), taču šī materiāla katoda izmaksas ir augstas, un viena cena ir no 10,000-15,000 juaņa starp . Turklāt LaB6 katodu ir viegli piesārņot, un tam ir nepieciešams augsts vakuuma līmenis (10-4 Pa), kas arī palielina elektronu lielgabala lietošanas un uzturēšanas izmaksas. Lai veiktu zemu izmaksu rūpnieciska mēroga ražošanu, tiešās apkures LaB6 katods ir vairāk "luksusa". Tāpēc tas, kā atrisināt pretrunu starp elektronu pistoles jaudu, kalpošanas laiku un precizitātes izmaksām, ir šķērslis, kas ierobežo SEBM iekārtu un tehnoloģiju attīstību.
Mūsu valsts komerciālā SEBM iekārta ir aprīkota ar netieši apsildāmu volframa katoda elektronu lielgabalu
Lai izvairītos no tiešās sildīšanas elektronu lielgabala problēmas, Ķīnas tehniskā komanda izmantoja volframu kā katoda materiālu, pieņēma netiešās sildīšanas katoda principu apvienojumā ar SEBM tehniskajām prasībām, lai veiktu strukturālus jauninājumus un funkciju paplašināšanu, un izstrādāja lieljaudas, augstas precizitātes, ilgmūžības zemu izmaksu netiešo termisko elektronu lielgabalu un realizē neatkarīgu galveno komponentu vadāmību.
△ Augstas precizitātes titāna sakausējuma starpskriemeļu saplūšanas ierīce, kas drukāta ar SEBM iekārtu, kas aprīkota ar netiešo termisko elektronu lielgabalu
Plaša formāta miltu gultu var ātri uzsildīt līdz 1300 grādiem ar netiešo elektronu lielgabala jaudu līdz 6 kW, kas ievērojami palielina drukas efektivitāti. Visa elektronu pistoles katoda komplekta kalpošanas laiks ir vairāk nekā 500 stundas, kas ir vienāds ar tiešās sildīšanas LaB6 katoda faktiski izmantoto laiku. Tas atbilst prasībām, kas saistītas ar liela izmēra izstrādājumu ražošanu vai ilgtermiņa salikto drukāšanu. Lieljaudas staru kūļa punkta diametru var mainīt, mainot katoda šķērsgriezuma īpašības, un var iegūt precīzu skenēšanu ar staru kūļa punkta diametru 100 m plašā diapazonā, apmierinot detaļu augstas precizitātes ražošanas prasības. Gan papildu katods, gan elektronu pistoles katods ir izgatavoti no volframa materiāla, kam ir laba izgatavojamība, un izmaksas ir mazākas par 30 procentiem no tiešās sildīšanas LaB6 katoda, kas atbilst zemu izmaksu daļu ražošanas vajadzībām partijās. .
Mūsu valsts tehnoloģiskais sasniegums netiešo termisko elektronu lielgabalu jomā liecina, ka mana valsts ir panākusi nozīmīgu progresu SEBM aprīkojuma galveno komponentu jomā un pakāpeniski izveidojusi neatkarīgu kontroli.