EBM電子束熔融金屬3D打印技術詳解

EBM電子束熔融技術技術原理

電子束熔融（EBM）技術經過密集的深度研發(fā)，現(xiàn)已廣泛應用于快速原型制作、快速制造、工裝和生物醫(yī)學工程等領域。EBM技術使用電子束，將金屬粉末一層一層的融化生成完全致密的零件。

電子束由位于真空腔頂部的電子束槍生成。電子槍是固定的，而電子束則可以受控轉向，到達整個加工區(qū)域。電子從一個絲極發(fā)射出來，當該絲極加熱到一定溫度時，就會放射電子。電子在一個電場中被加速到光速的一半。然后由兩個磁場對電子束進行控制。第一個磁場扮演電磁透鏡的角色，負責將電子束聚焦到期望的直徑。然后，第二個磁場將已聚焦的電子束轉向到工作臺上所需的工作點。

因具有直接加工復雜幾何形狀的能力，EBM工藝非常適于小批量復雜零件的直接量產。該工藝使零件定制化成為可能，而且為CAD to Metal 工藝優(yōu)化的零件，可以獲得用其它制造技術無法形成的幾何形狀，因此，零件將因無與倫比的性能而對客戶體現(xiàn)其價值。該工藝直接使用CAD數(shù)據(jù)，一步到位，所以速度很快。設計師從完成設計開始，在24小時內即可獲得全部功能細節(jié)。與砂模鑄造或熔模精密鑄造相比，使用該工藝，交貨期將被顯著縮短。

生產過程中，EBM和真空技術相結合，可獲得高功率和良好的環(huán)境，從而確保材料性能優(yōu)異。

電子束焊接已成為很多行業(yè)內至關重要的技術。其好處包括：

1、在窄光束上達到高功率的能力。

2、真空熔煉的質量可保證材料的高強度。

3、真空環(huán)境排除了產生雜質的可能，譬如氧化物和氮化物。

4、能熔煉難熔金屬，并且可以將不同的金屬熔合。

與激光燒結/熔煉相比，EBM還具有以下優(yōu)勢：

1、電子束功率的高效生成使電力消耗較低，而且安裝和維護成本較低。

2、由于產出速度高，所以整機的實際總功率更高。

3、由于電子束的轉向不需要移動部件，所以既可提高掃描速度，又使所需的維護很少。

當然，EBM技術也有劣勢，包括：

1、需要真空，所以機器需配備另一個系統(tǒng)，這要花錢，而且需要維護（而其好處是，真空排除雜質的產生，而且提供了一個利于自由形狀構建的熱環(huán)境）

2、電子束技術的操作過程會產生X射線（解決方案：真空腔的合理設計可以完美的屏蔽射線。）

典型企業(yè)

瑞典Arcam

Arcam AB 成立于1997年，是瑞典 NASDAQ-OMX 上市公司。公司總部和制造基地均位于瑞典摩恩達爾（Mölndal），在美國、意大利、中國和英國設有服務辦公室。自創(chuàng)立以來，Arcam 一直初心不改：致力于徹底革新復雜零件的制造工藝。Arcam 提供完整的解決方案：包括電子束熔融(EBM)增材制造（金屬3D打印）設備、輔助設備、軟件、金屬粉末以及對客戶的服務和培訓支持。Arcam 在 EBM 技術方面申請的核心專利達25項以上，并從多個國家獲得50項以上的專利轉讓。

瑞典Arcam AB公 司發(fā)明了世界首臺利用電子束來熔融金屬粉末，并經計算機輔助設計的精密鑄造成型機新設備。它能用于加工專為病人量身定做的植入手術所需的人工關節(jié)或其它精 密部件等。該機器系利用電子束將鈦金屬的粉末在真空中加熱至熔融，并在計算機輔助設計下精確成型（如制成鈦膝關節(jié)、髖關節(jié)等等）。由于鈦粉末在真空中熔融 并成型，故可避免在空氣中熔融所帶來的氧化缺陷等質量事故。  

文章來源：微小網(wǎng)

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