Naukowcy badają parametry spawania próżni elektronowej bez próżni w celu druku 3D części metalowych

Niestety, EBF3 musi być przeprowadzony wewnątrz komory, co ogranicza rozmiar części i wymaga długiego czasu na ewakuację. Zespół naukowców z RWTH Aachen University i Uniwersytetu Tsinghua opublikował dokument zatytułowany "Nowa metoda druku 3D oparta na technologii próżniowej elektronów", na temat ich badań nad stosowaniem spawania wiązką elektronów bez próżni w drukowaniu metalowych części 3D. / p>

Streszczenie brzmi: "Spawanie w technologii beznaprężeniowej z wiązką elektronową (NVEB) jest szeroko stosowane w przemyśle jako powód dużej wydajności produkcji. W związku z tym zaprojektowano urządzenie drukujące NVEB 3D oparte na nie-próżniowej spawarce elektronowej z SST. Przeprowadza się szereg eksperymentów, aby uzyskać zrozumienie procedury przetwarzania druku 3D przy użyciu nie próżniowego systemu wiązki elektronów i znaleźć odpowiednie okno procesu. Rezultat pokazuje, że tryb transferu kropel jest jednym z najważniejszych parametrów, który decyduje o jakości osadzania. "

NVEB po raz pierwszy zastosowano w przemyśle motoryzacyjnym ze względu na wysokie wielkości produkcji i jest obecnie używany w wiele dziedzin, takich jak laboratoria budowy i spawania.

W celu lepszego zrozumienia NVEB, zespół badawczy przeprowadził serię eksperymentów na bezdotykowej spawarce z wiązką elektronową. Zainstalowali podajnik drutu i kolimator, aby drut był wystarczająco prosty, aby mógł być podawany prawidłowo, aby przekształcić go w system druku 3D, a także umieścił cztery wsporniki do ochrony między płytą podstawy a platformą operacyjną. < p> "W przyszłych eksperymentach należy przyjąć bardziej stabilne zaciski. Falistość części zbudowanej przez EBF3 jest duża "- napisali naukowcy. "Procedura drukowania zostanie przerwana, gdy występuje duże odkształcenie płyty podstawowej. Płyta podstawowa musi być bardzo mocno przymocowana, aby wytrzymać naprężenia szczątkowe. "

Celem było uzyskanie lepszego zrozumienia procesu drukowania 3D w systemie NVEB i znalezienie dobrego okna procesu dla maszyna.

"Przeprowadzono kilka eksperymentów wstępnych w celu uzyskania podstawowej wiedzy na temat procedury przetwarzania. Jedną z ważnych zalet EBF3 jest najwyższy współczynnik osadzania, który sprawia, że ​​nadaje się on do wytwarzania metalowych konstrukcji na dużą skalę "- napisali naukowcy. "Aby uzyskać wysoką szybkość osadzania, napięcie przyspieszające zostało ustawione na 150 kV. Strata energii wiązki elektronów wynosi około 50% z powodu zderzenia z atmosferą i ścianą wewnętrzną dyszy. "

Osadzanie było pierwszePrzeprowadzono na wysokim tłumaczeniu (500 mm / min) i prędkości podawania (1m / min), co nie całkowicie stopiło drut w niektórych punktach z powodu braku dopływu ciepła. Prędkość translacji następnie obniżono do 400 mm / min, a prędkość podawania ustawiono na 0,8 m / min, co spowodowało całkowite stopienie drutu. Zespół ustalił, że gdy prędkość podawania była zbyt wysoka, drut nie rozpuścił się całkowicie.

Inne eksperymenty przeprowadzane przez zespół skupiały się na wpływie trybu transferu kropelek i luce między warstwami; jakość osadzania zmieniała się wraz z odległością.

"Nie ma również oczywistej różnicy, kiedy odkłada się pojedynczą warstwę w obrębie różnej luki między warstwami", napisali naukowcy.

Naukowcy ustalili, że dobra prędkość podawania drutu wynosi około 0,85 ~ 0,9 m / min, ponieważ duże kropelki mają tendencję do tworzenia się, gdy do stopionej puli doprowadza się zbyt dużo drutu, a prędkość tłumaczenia powinna być ustawiona poniżej 400 mm / min dla stałej stopionej puli

Odległość 0,2 ~ 1,7 mm między płytą podstawową a miejscem, w którym topi się metal, jest lepsza dla stabilnego osadzania, i czy materiał jest "osadzany pojedynczo w różnych odstępach między liniami lub warstwami", nie ma oczywista różnica.

"Aby lepiej zrozumieć strategię przenoszenia, dalsze eksperymenty skoncentrowane na wpływie różnicy między liniami i warstwami powinny zostać wykonane w przyszłości" - podsumowali naukowcy. "Potężne urządzenie chłodzące z płytą bazową musi być zaprojektowane tak, aby uzyskać większą szybkość osadzania, zamiast czekać kilka minut między każdą linią i warstwami. Podajnik drutu musi być zsynchronizowany z generatorem wiązki elektronów. Następnie można przetestować bardziej skomplikowane dane, aby znaleźć potencjał tego urządzenia drukującego NVEB 3D. "