یک روش متمایز تولید افزودنی فلزی ذوب انتخابی پرتو الکترونی (SEBM) است. چگالی انرژی بالا، راندمان تولید سریع، حداقل تنش شکل دهی و آلودگی صفر در محیط خلاء همگی از ویژگی های این روش چاپ هستند. نمونه سازی سریع از تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم، مواد شکننده (آلیاژ آلومینیوم تیتانیوم)، فلزات نسوز (تنگستن، مولیبدن، تانتالم، نیوبیم)، و مواد بسیار بازتابنده مانند مس و طلا به ویژه برای فناوری SEBM مناسب هستند.
ما اولین کسی بودیم که چاپگر سه بعدی فلزی پرتو الکترونی تجاری تولید انبوه را با تفنگ الکترونی کاتد تنگستن با گرمایش غیرمستقیم معرفی کردیم. به منظور انجام نوآوری ساختاری و توسعه عملکرد، اصل کاتدهای غیرمستقیم گرم شده را همراه با الزامات فناوری SEBM اتخاذ می کند. این منجر به توسعه یک تفنگ الکترونی حرارتی غیرمستقیم بزرگ و ارزان با قدرت بالا، دقت بالا و عمر طولانی و همچنین تحقق قابلیت کنترل مستقل اجزای هسته میشود.
△ ایمپلنت ارتوپدی آلیاژ تیتانیوم که توسط فناوری SEBM تشکیل شده است
تاریخچه توسعه تفنگ الکترونی SEBM در داخل و خارج از کشور
با توجه به آستانه فنی بالای تجهیزات، تعداد کمی از شرکت های داخلی و خارجی با ظرفیت تولید تجهیزات چاپ سه بعدی پرتو الکترونی تجاری وجود دارد. تفنگ الکترونی هسته تجهیزات SEBM است که اندازه شکل دهی تجهیزات، دقت چاپ و کیفیت و عملکرد قطعات تشکیل شده را تعیین می کند. متفاوت از لیزر ویژه تجهیزات ذوب لیزری انتخابی (SLM)، در حال حاضر هیچ محصول تجاری تفنگ الکترونی ویژه در داخل و خارج از کشور وجود ندارد. هر سازنده تجهیزات SEBM ابتدا باید قبل از توسعه تجهیزات، یک تفنگ الکترونی ویژه ایجاد کند.
در سالهای اخیر، ایالات متحده، چین، ژاپن، سوئد، بریتانیا و سایر کشورها تحقیق و توسعه تفنگهای الکترونی ویژه برای تجهیزات SEBM را افزایش دادهاند و بهطور متوالی تفنگهای الکترونی حرارتدهی مستقیم با تنگستن و تک کریستال را توسعه دادهاند. LaB6 به عنوان کاتد. تفنگ الکترونی با حرارت مستقیم با تنگستن به عنوان کاتد، تفنگ الکترونی است که در نسل اول تجهیزات تجاری SEBM استفاده می شود. دارای مزایای کم هزینه و عملکرد پایدار است، اما عمر کوتاهی دارد (<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 ساعت)، قدرت بالا (6 کیلووات)، و قطر نقطه پرتو کوچک (140μm)، اما هزینه کاتد این ماده بالا است، و قیمت واحد بین 10،000-15،000 یوان بین . علاوه بر این، کاتد LaB6 به راحتی آلوده می شود و به خلاء بالایی ({7}} Pa) نیاز دارد، که همچنین هزینه های استفاده و نگهداری تفنگ الکترونی را افزایش می دهد. برای دستیابی به تولید کم هزینه در مقیاس صنعتی، کاتد LaB6 با حرارت مستقیم "لوکس" تر است. بنابراین، چگونگی حل تضاد بین قدرت تفنگ الکترونی، عمر و هزینه دقیق، تنگنای محدود کننده توسعه تجهیزات و فناوری SEBM است.
تجهیزات تجاری SEBM کشورمان مجهز به تفنگ الکترونی کاتد تنگستن گرم غیر مستقیم است.
برای جلوگیری از مشکل تفنگ الکترونی گرمایش مستقیم، تیم فنی چینی از تنگستن به عنوان ماده کاتد استفاده کرد، اصل کاتد گرمایش غیرمستقیم را اتخاذ کرد، همراه با الزامات فنی SEBM برای انجام نوآوری ساختاری و گسترش عملکرد، و یک تفنگ الکترونی حرارتی غیرمستقیم با قدرت، دقت بالا، با عمر طولانی و کم هزینه تولید کرد و قابلیت کنترل مستقل اجزای هسته را درک کرد.
△ دستگاه همجوشی بین مهره ای آلیاژ تیتانیوم با دقت بالا چاپ شده توسط تجهیزات SEBM مجهز به تفنگ الکترونی حرارتی غیر مستقیم
تخت آردی با فرمت گسترده را می توان به سرعت تا 1300 درجه با قدرت تفنگ الکترونی غیرمستقیم تا 6 کیلو وات گرم کرد که به طور قابل توجهی کارایی چاپ را افزایش می دهد. کل مجموعه کاتد تفنگ الکترونی دارای عمر مفید بیش از 500 ساعت است که برابر با مدت زمانی است که کاتد حرارت مستقیم LaB6 استفاده می شود. این نیازهای تولید محصولات با اندازه بزرگ یا چاپ انباشته طولانی مدت را برآورده می کند. قطر لکه پرتو تحت توان بالا را می توان با تغییر خواص مقطعی کاتد تغییر داد و اسکن دقیق با قطر نقطه پرتو 100 متر در محدوده وسیعی را می توان به دست آورد که نیازهای تولید با دقت بالا قطعات را برآورده می کند. هر دو کاتد کمکی و کاتد تفنگ الکترونی از مواد تنگستن ساخته شدهاند که قابلیت ساخت خوبی دارد و هزینه آن کمتر از 30 درصد کاتد گرمایش مستقیم LaB6 است که نیازهای تولید قطعات کمهزینه را در دستهها برآورده میکند. .
پیشرفت تکنولوژیکی کشورمان در تفنگ های الکترونی حرارتی غیرمستقیم نشان می دهد که کشور من پیشرفت های مهمی در اجزای اصلی تجهیزات SEBM داشته است و به تدریج یک کنترل مستقل ایجاد کرده است.