Kumb sobib rohkem metallist 3D printimiseks, tolmuimejaga puhastamiseks või õhuvooluga puhastamiseks?

一, Tolmuimemise tehnoloogia: EBM-i protsessi füüsiline alus
1. Peamine toimimisviis
Electron Beam Melting (EBM) tehnoloogias sulatavad suure{0}}energiaga elektronkiired metallipulbrid vaakumis kihi haaval. Selle vaakumsüsteemil on kolm peamist ülesannet:
Elektronkiire tee garantii: Kõrgvaakumis 4 × 10 ⁻¹ Pa võib elektronkiire keskmine vaba tee ulatuda kümnete meetriteni. See hoiab ära energia kadumise, kui kiir tabab gaasimolekule ja tagab, et sulamiskogum on täpsusega ± 0,2 mm.
Materjalide oksüdeerumise vältimine: Vaakumis langeb aktiivsete materjalide, nagu titaanisulam (Ti6Al4V) oksüdatsioonimäär 99,7% ja pulbri taaskasutamise määr tõuseb SLM-meetodi 75%-lt 92%-ni. Ühe lehe printimise hind langeb 30%.
Parem degaseerimisefekt: vaakumkeskkond vähendab gaasi lahustuvust sulamisbasseinis 80% ja poorsust 0,5% SLM-st 0,02% -ni, mis suurendab oluliselt osade väsimuseaega.
2. Tehke seadmete kasutuselevõtu plaan
Näiteks Saksamaal asuva ettevõtte Pfeiffer Vacuum EBM-süsteem kasutab kolme-taseme vaakumiarhitektuuri:
Rootsi pump ja pöörleva labaga pump töötavad koos, et tagada töötlemata pumpamine, alandades kambri rõhu atmosfäärirõhult 10⁻¹ Pa-le vaid 3 minutiga.
Kõrgvaakumpumpade rühm: Molekulaarpump ja titaanisublimatsioonipump töötavad koos, et tekitada vaakum 5 × 10⁻⁵ Pa, mis on elektronkiire stabiilsuse jaoks kõige suurem EBM-vajadus.
Süsteem lekete leidmiseks: heeliumi massispektromeetri lekkedetektor hoiab reaalajas silma peal kambri tihendil ja hoiab kumulatiivse lekkekiiruse alla 1 × 10⁻⁹ Pa · m³/s, et printimisprotsess püsiks stabiilsena pikka aega.
3. Protsessi piirangud
Õhupuhastuse piiramiseks on sisuliselt kolm võimalust:
Seadmete maksumus on kõrge: kõrgvaakumsüsteemid moodustavad kuni 40% EBM-i seadmete kogumaksumusest ja hoolduskulud on 2,3 korda suuremad kui SLM-protseduurid.
Materjali piiratud kohanemisvõime: see töötab ainult elektronkiire sulatusprotsessiga, mitte lasersulatustehnoloogiatega nagu SLM.
Tootmistsükli piirang: vaakumpumpamine võtab 25% üksikosa tootmistsüklist, mis muudab selle suurte koguste tootmisel palju vähem tõhusaks.
2, õhuvoolu puhastamise tehnoloogia: suur samm edasi LPBF protsessis
1. Uued ideed tehnoloogias
EOS tootis AirSwordi suurte LPBF (laser pulberkihtsulatus) masinate jaoks. Õhuvoolu juhtimissüsteem teeb vedeliku dünaamikat optimeerides kolm suurt täiustust:
Laminariseerimise disain: kasutades alaldi kanalite ja õhujuhiku ribide segu, vähendatakse õhuvoolu kiiruse standardhälvet tavapäraselt 1,2 m/s-lt 0,3 m/s-le, vabanedes õõnsuse sees olevast keeristsoonist.
Termodünaamika juhtimine: ribide sees on ringlev jahutusvedelik, mis hoiab õhuvoolu temperatuuri muutumast rohkem kui 5 kraadi Celsiuse järgi. See takistab pulbri kokkukleepumist termilise stressi tõttu.
Paljude füüsikaliste väljade ühendamine: õhukanali struktuuri parandamiseks kasutati CFD simulatsiooni, mis viis suitsu ja tolmu eemaldamise efektiivsuseni 98,7% 1,5 m × 1,5 m hoonepiirkonnas. See on 42% parem kui vana ristventilatsiooni viis.
2. Näited insenertehnilisest teostusest
AMCM M8K seadmete kasutamisel on AirSword™ süsteemil palju eeliseid:
Optilise süsteemi kaitse: kaitseläätse läbilaskvus püsib 99,2% juures isegi pärast 200 tundi pidevat printimist. See tähendab, et hooldustsükkel kestab viis korda kauem kui standardlahenduste puhul.
Pulbri parem kasutamine: hapniku tase kambris hoitakse stabiilsena alla 50 ppm, mis vähendab nikli -põhise sulamipulbri oksüdatsioonikiirust 0,8%-lt 0,15%-le.
Läbimurre selles, kui palju kraami teha saame: 1m 1m 0,5m suuruste lennukonstruktsioonide osade valmistamise trükitsükli aeg vähenes 72 tunnini, mis on 35% kiirem kui vaakummeetodil.
3. Tehnilised piirangud
Õhuvoolu puhastamise kasutamist piiravad järgmised tegurid:
Materjali aktiivsuse piirang: oksüdatsiooni suhtes väga tundlike materjalide, näiteks titaanisulamite puhul on vajalik kaitse inertgaasiga (näiteks argooni osarõhk 99,999%), mis tõstab tegevuskulusid.
Nõuded tihendusseadmetele: välisosakeste sissepääsu ja õhuvooluga segamise vältimiseks peab õhukanalisüsteemil olema IP67 kaitseklass.
Hoonete suuruse piirang: Kui hoone pindala on üle 2m 2m ja õhuvoolukanali pikkus on suurem kui vedelikumehaanika kriitiline väärtus, on vaja eraldatud sõltumatu tuulevälja kujundust.
3, protsessi kohandatavuse otsustusmaatriks
Hindamismõõde: õhuvoolu puhastamise tehnoloogia, tolmuimeja tehnoloogia
Kasutatav protsess elektronkiire sulatamine (EBM) ja laserpulberkihi sulatamine (LPBF)
Materjalide kohanemisvõime: aktiivsed materjalid, nagu titaanisulamid ja koobaltkroomisulamid ning tavalised materjalid, nagu alumiiniumsulamid ja roostevaba teras
Hoone suurus peab jääma vahemikku 0,35m 0,35m 0,38m kuni 1m 1m 0,5m (saab suuremaks teha).
Seadmete kõrge hind (40% seadmete kogumaksumusest)
Madal tootmistõhusus (25% hoovikasutus) ja kõrge (võime pidevalt töötada)
Mõned levinumad kohad nende kasutamiseks on lennukimootorite turbiinilabad, meditsiinilised implantaadid, lennukite suured konstruktsiooniosad ja autode vormid.