3D打印技术正在快速改变传统的生产方式和生活方式,作为战略性新兴产业,美国、德国等发达国家高度重视并积极推广该技术。金属零件3D打印技术作为整个3D打印体系中最为前沿和最有潜力的技术,是先进制造技术的重要发展方向。随着科技发展及推广应用的需求,利用快速成型直接制造金属功能零件成为了快速成型主要的发展方向。激光选区熔融技术(SLM)与电子束选区熔融技术(EBM)是金属精细化增材制造的两大主流技术。
激光选区熔融工艺使用高能量激光束根据轮廓数据逐层选择性地熔化金属粉末,通过逐层铺粉,逐层熔化凝固堆积的方式,制造3D实体零件。但由于SLM工艺加工所得的产品残余应力较大,在进行钛铝合金等零件时容易产生裂纹。而EBM工艺应用高功率电子束产生用于高熔融能力的必需能量,完成对金属粉末的熔融烧结快速成型。同时电子束扫描加热粉床到合理温度,这种加热不仅针对于表层,甚至是表层以下好几层,利于减小最终产品的残余应力。另外电子束扫描加热及真空环境可实现工作室高温,为制备钛铝合金、镍718合金等高温材料提供了条件,这也使得EBM成为当前唯一可使用钛铝合金的商业化增材制造方案。
瑞典Arcam作为GE增材增材旗下的子品牌,是目前全球实现电子束选区熔融技术商业化应用的唯一一家。其专有的EBM金属3D打印技术在市场上享有盛誉,被认为是全球顶尖的金属3D打印设备供应商之一。作为增材制造行业的开拓者和领导者,Arcam一直致力于为客户提供一种集高度自由设计、优秀材料性能和高生产率于一身的增材制造加工生产金属部件的工业系统。公司在2016年推出的基于EBM工艺的Q10plus和Q20plus广泛应用于世界各地的医疗与航空等领域。
Arcam EBM Spectra H
针对当前工业领域对于高温合金零件的大量需求,Arcam最新推出了一种高通量的增材制造系统Arcam EBM Spectra H,用于处理高温合金材料的加工。鉴于EBM工艺对于加工高温合金的优势以及Arcam公司对于EBM工艺的技术沉淀,spectra H对于高温合金的加工可以更好地避免出现裂纹,提升了加工产品质量。目前Arcam EBM Spectra H将支持钛铝合金和镍718合金,并将从2019年开始支持额外的镍超合金。Arcam增材材料科学组目前正在研究使用更广泛的高热材料,包括镍高温合金、钨、 CoCr、不锈钢和金属基复合材料。
Arcam认为,Spectra H是对于以往EBM设备加工效率的一次革命性提升。Spectra H所配备的自动校准的6 kW光束将使得其与现有的EBM机器相比,构建速度增加50%,大大改善了制造效率。同时,该设备使用可移动的隔热屏进行热量管理,改进了建筑区域内的热量,改进的分层减少了加热的需求,为整个高度的构建节约了约5 h。
不仅是性能和效率的提升,Spectra H的构建体积也提高至φ250×430 mm,使得其成为现在世界上最大的EBM设备,可以更好地满足工业顾客对于较大尺寸零件的增材制造。
除去工作效率和加工尺寸的提升,Arcam EBM Spectra H更是目前所有EBM设备中最为智能和自动化的系统设备。其内置的Arcam xQam自动校准技术可以获得更高的位置和对焦精度,无需手动校准。最新设计的自动化的旋风分离器可用于粗颗粒粉末的过滤回收工作,使得整个设备不仅更高效,也更加适合生产级别的应用。同时Spectra H的封闭式粉末处理系统不仅保证了批次的完整性同时降低了粉末污染风险,还可以避免操作员对粉末的吸入。
在高温合金在广泛应用于航空、航天、汽车、石油、化工及舰船等行业的今天,Arcam推出的Spectra H不仅是对于现有EBM工艺设备的一次革命性的升级,更是给了工业界制备高温合金零件一个更加高效更加智能化的新选择。
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