Charakteristickou technikou výroby kovových aditív je selektívne tavenie elektrónovým lúčom (SEBM). Vysoká hustota energie, rýchla efektivita výroby, minimálne tvarovacie napätie a nulové znečistenie vo vákuovom prostredí, to všetko sú vlastnosti tejto metódy tlače. Rýchle prototypovanie titánu a zliatin titánu, krehkých materiálov (zliatina titánu a hliníka), žiaruvzdorných kovov (volfrám, molybdén, tantal, niób) a vysoko reflexných materiálov ako meď a zlato sú obzvlášť vhodné pre technológiu SEBM.
Boli sme prví, ktorí predstavili sériovo vyrábanú komerčnú 3D tlačiareň s elektrónovým lúčom kovu s nepriamo vyhrievanou volfrámovou katódovou elektrónovou pištoľou. Aby bolo možné uskutočniť štrukturálnu inováciu a rozšírenie funkcie, prijíma princíp nepriamo vyhrievaných katód spolu s požiadavkami technológie SEBM. Výsledkom je vývoj veľkého, lacného nepriameho tepelného elektrónového dela s vysokým výkonom, vysokou presnosťou a dlhou životnosťou, ako aj realizácia nezávislej ovládateľnosti komponentov jadra.
△Ortopedický implantát zo zliatiny titánu vytvorený technológiou SEBM
História vývoja elektrónovej pištole SEBM doma iv zahraničí
Vzhľadom na vysoký technický prah zariadenia je len málo domácich a zahraničných podnikov s výrobnou kapacitou komerčných zariadení na 3D tlač s elektrónovým lúčom. Elektrónové delo je jadrom zariadenia SEBM, ktoré určuje tvarovaciu veľkosť zariadenia, presnosť tlače a kvalitu a výkon tvarovaných dielov. Na rozdiel od špeciálneho lasera pre zariadenia na selektívne tavenie laserom (SLM) v súčasnosti doma ani v zahraničí neexistuje komerčný produkt špeciálnej elektrónovej pištole. Každý výrobca zariadení SEBM musí pred vývojom zariadenia najskôr vyvinúť špeciálne elektrónové delo.
V posledných rokoch Spojené štáty, Čína, Japonsko, Švédsko, Spojené kráľovstvo a ďalšie krajiny zintenzívnili výskum a vývoj špeciálnych elektrónových zbraní pre zariadenia SEBM a postupne vyvinuli priamo vyhrievané elektrónové delá s volfrámom a monokryštálom. LaB6 ako katódy. Priamo vyhrievané elektrónové delo s volfrámom ako katódou je elektrónové delo používané v prvej generácii komerčného zariadenia SEBM. Má výhody nízkej ceny a stabilného výkonu, ale má krátku životnosť (<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 h), vysoký výkon (6 kW) a malý priemer lúča (140 μm), ale cena katódy tohto materiálu je vysoká a jednotná cena sa pohybuje medzi 10,000-15,000 juanov medzi . Okrem toho sa katóda LaB6 ľahko znečisťuje a vyžaduje vysoký stupeň vákua (10-4 Pa), čo tiež zvyšuje náklady na používanie a údržbu elektrónovej pištole. V snahe o nízkonákladovú priemyselnú výrobu je „luxusnejšia“ priamo vyhrievaná katóda LaB6. Preto, ako vyriešiť rozpor medzi výkonom elektrónovej zbrane, životnosťou a nákladmi na presnosť, je prekážkou obmedzujúcou vývoj zariadení a technológie SEBM.
Obchodné zariadenie SEBM našej krajiny je vybavené nepriamo vyhrievaným elektrónovým delom s volfrámovou katódou
Aby sa predišlo problémom s priamo vyhrievanou elektrónovou pištoľou, čínsky technický tím použil volfrám ako materiál katódy, prijal princíp nepriameho ohrevu katódy v kombinácii s technickými požiadavkami SEBM na uskutočnenie štrukturálnej inovácie a rozšírenia funkcie a vyvinuli vysokovýkonnú, presnú a dlhodobú nízkonákladovú nepriamu tepelnú elektrónovú pištoľ a realizovali nezávislú ovládateľnosť základných komponentov.
△ Vysoko presné zariadenie na intervertebrálnu fúziu z titánovej zliatiny vytlačené zariadením SEBM vybaveným nepriamym tepelným elektrónovým delom
Širokoformátové múčne lôžko je možné rýchlo zahriať na 1300 stupňov pomocou nepriamej elektrónovej pištole s výkonom až 6 kW, čo výrazne zvyšuje efektivitu tlače. Celá katódová zostava elektrónovej pištole má životnosť viac ako 500 hodín, čo sa rovná dobe, počas ktorej sa priamo výhrevná katóda LaB6 skutočne používa. To spĺňa požiadavky na výrobu veľkorozmerných produktov alebo dlhodobú stohovanú tlač. Priemer bodu lúča pri vysokom výkone je možné zmeniť zmenou prierezových vlastností katódy a možno dosiahnuť presné skenovanie s priemerom bodu lúča 100 m v širokom rozsahu, čím sa uspokoja požiadavky na vysokú presnosť výroby dielov. Pomocná katóda aj katóda elektrónovej pištole sú vyrobené z volfrámového materiálu, ktorý má dobrú vyrobiteľnosť a náklady sú nižšie ako 30 percent ceny priamo vyhrievanej katódy LaB6, ktorá spĺňa výrobné potreby lacných dielov v dávkach. .
Technologický prielom našej krajiny v oblasti nepriamych tepelných elektrónových zbraní naznačuje, že moja krajina urobila dôležitý pokrok v základných komponentoch zariadení SEBM a postupne vytvorila nezávislú kontrolu.