电子束粉末床熔融技术研究进展与前瞻
2019-06-13林峰
林峰



多枪阵列的大型化EB-PBF技术规模化应用趋势日益明显,大数据、机器学习等人工智能技术将更多地被引入,应用于工艺规划、缺陷识别、故障诊断、质量分析等。
电子束粉末床熔融(EB-PBF)技术利用电子束对粉末床进行预热和选择性熔化,逐层堆积制造三维零件。由于电子束的能量转换率高,不同材料对电子束能量的吸收率都很高,利用电子束离焦扫描粉末床,可以将其预热到1000℃,大大减小了熔融沉积过程的热应力。
因此,EB-PBF对材料的适应性好、特别是脆性材料或高熔点材料。此外,EB的扫描速度快、作用深度深、粉末床较厚,其成形效率可达到激光粉末床熔融技术的4倍。
最新研究进展
EB-PBF(亦称为电子束选区熔化,EBSM)技术由瑞典Arcam AB公司于2002年推出,称之为电子束熔化(Electron Beam Melting,EBM)。最初型号为S12,随后又相继推出 A1、A2、A2X、A2XX、Q10、Q20、Q10Plus和Q20Plus等多个型号,其A系列应用于航空航天领域,适合制造钛铝基合金、高温合金等。
GE公司旗下Avio Aero公司利用A系列设备,实现了TiAl金属间化合物低压涡轮叶片的EBM打印(见图1(a)),EBM制造叶片的成本可以跟铸造生产成本持平;而Q系列应用于医疗器械领域,适合制造钛合金、钴铬合金等,且成形缸尺寸较大(直径350mm×高380mm),以提高生产效率。
我国北京爱康谊诚医疗器械有限公司建立了一条有8台EBM-Q系列设备的生产线,批量生产该公司4个已获得CFDA上市许可的植入器械产品(见图1(b)))。被GE于2017年收购之后,Arcam成为GE 增材板块的一部分,2018年推出了H型号,装备6kW电子枪,成形效率提高50%。
EB-PBF与电子束熔丝技术,由于采用电子……
