1、采用電子束熔融技術(shù)(EBM)的 快速制造技術(shù)電子束熔融制造技術(shù)Additive Manufacturing with EBM 概述應(yīng)用 航空航天 醫(yī)用植入物 Arcam 產(chǎn)品材料1.概述Arcam 簡(jiǎn)介 EBM技術(shù)創(chuàng)始于90年代初期的瑞典 1997年Arcam 有限公司成立 上市于斯德哥爾摩股票交易所 2002年Beta 機(jī)器上市 2003年3月第一臺(tái)EBM S12 機(jī)器上市 2007年4月 EBM A2成功上市 2012年EBM A2XX成功上市 2013年EBM Q10成功上市 全球目前有超過100臺(tái)該設(shè)備投入使用 中國(guó)、歐洲、美國(guó)均有分支機(jī)構(gòu)Additive Manufacturing

2、(AM) 技術(shù)優(yōu)勢(shì)允許定制化設(shè)計(jì) 減少產(chǎn)品上市時(shí)間降低材料成本降低機(jī)加工成本優(yōu)異的材料性能能夠制造帶網(wǎng)格和多孔結(jié)構(gòu)的部件！EBM - 電子束熔融技術(shù)電子束槍產(chǎn)生高能電子束 (達(dá)到 3000 W) 電子束把每一層粉末融化成理想的形狀不需要部件移動(dòng)就能完成極快速的能量轉(zhuǎn)換 高能量 - 高加工率 (達(dá)到 110 cm3/h) 和高生產(chǎn)效率 抽真空過程 - 去除雜質(zhì)，保留材料的優(yōu)異性能高溫處理 (650 C 鈦粉) - 低殘留應(yīng)力，無(wú)需再進(jìn)行熱處理EBM 設(shè)備隔熱罩粉耙粉倉(cāng)加工臺(tái)電子束槍控制單元成型腔加工倉(cāng)概述應(yīng)用航空航天醫(yī)用植入物Arcam 產(chǎn)品材料2.1航空航天在航空領(lǐng)域的電子束熔融輔助制造 航空

3、航天領(lǐng)域零件的基本屬性是： 出色的性能 形狀復(fù)雜 鈦金屬?gòu)V泛使用 新材料的應(yīng)用Arcam EBM設(shè)備是航空領(lǐng)域采用電子束熔融輔助制造技術(shù)的終極方案是因?yàn)?高生產(chǎn)率 優(yōu)異的材料性能 開發(fā)新材料Arcam EBM設(shè)備在航空領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用 主要的發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)商都在應(yīng)用EBM技術(shù) 2012年開始批量應(yīng)用AM Drivers in Aerospace高度的設(shè)計(jì)自由度輕量化設(shè)計(jì)功能提升應(yīng)用：支架 , 葉片, 過濾器等節(jié)約材料Buy-To-Fly ratios of 15-20 are common in Aerospace95% of the material is machined away as scr

4、apFor EBM the Buy-To-Fly ratio is close to 1材料的靈活性很多材料用傳統(tǒng)的鍛造鑄造加工困難EBM 致力于各種難加工金屬渦輪機(jī)葉片Courtesy of Avio S.p.A.材料:-TiAl尺寸: 8 x 12 x 325mm重量:0,5 kg耗時(shí): 每個(gè) 7h 汽輪機(jī)壓縮機(jī)承重體材料:Ti6Al4V尺寸: 267 x 75 mm重量:3,5 kg耗時(shí): 30 hCourtesy of Chernyshev Moscow Machine-Building EnterpriseChernyshev, RD-1700火箭發(fā)動(dòng)機(jī)葉輪材料:Ti6Al4V EL

5、I尺寸: 140 x 80 mm重量:2,5 kg耗時(shí): 16 hCourtesy of CalRAM, Inc.起落架組成部分材料:Ti6Al4V 重量:4,5 kg耗時(shí)： 36h航 天 零 件材料: Ti6Al4V尺寸: 180 x 300 毫米重量: 5,5 千克耗時(shí): 40 小時(shí)CLV 終端連接裝配體CLV 終端連接裝配體 Ti-6Al-4VManufactured by Synergeering for NASA Marshall Space Flight Center其他領(lǐng)域的應(yīng)用概述應(yīng)用航空航天醫(yī)用植入物 Arcam 產(chǎn)品材料2.2醫(yī)用植入物EBM 技術(shù)優(yōu)勢(shì) 用EBM 技術(shù)加工的

6、植入物設(shè)計(jì)高度自由降低生產(chǎn)成本優(yōu)異的材料性能利用CAD或者其它設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)帶有標(biāo)志的骨小梁結(jié)構(gòu)非常適合骨長(zhǎng)入孔隙形狀無(wú)限制孔尺寸 (down to 400 m)孔隙率 (up to 85%)具有競(jìng)爭(zhēng)性的制造成本EBM 生產(chǎn)成本: 95% 未熔融粉末進(jìn)行回收產(chǎn)生極少量粉塵，保障安全生產(chǎn)培訓(xùn)和維護(hù)支持和維護(hù)保障設(shè)備最大程度使用 應(yīng)用支持 定期維護(hù) 備品備件 緊急回訪 支持熱線豐富的培訓(xùn)保障設(shè)備操作 基本培訓(xùn) 進(jìn)階培訓(xùn)Arcam 金屬粉末預(yù)先熔合的粉末剔除碎片保證安全生產(chǎn)和操作材料性能經(jīng)過認(rèn)證符合應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的化學(xué)成分經(jīng)過優(yōu)化的過程參數(shù)概述應(yīng)用航空航天醫(yī)用植入物產(chǎn)品材料4.材料材料戰(zhàn)略Arcam的客戶包

7、括航空領(lǐng)域以及醫(yī)療植入物領(lǐng)域的公司用EBM設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)，同時(shí)也有大學(xué)和研究院采用EBM設(shè)備進(jìn)行研究。 Arcam的材料戰(zhàn)略是 為工業(yè)領(lǐng)域的客戶提供生產(chǎn)所需金屬材料同時(shí)為科研領(lǐng)域的客戶提供額外的培訓(xùn)使他們能夠使用EBM設(shè)備對(duì)其他材料的使用進(jìn)行研究和實(shí)驗(yàn)Materials Portfolio由于有高達(dá)3000W的能量，EBM設(shè)備可以融化熔點(diǎn)高達(dá)3400 C的材料目前Arcam提供的材料:Titanium alloy Ti6Al4V (Grade 5) Titanium alloy Ti6Al4V ELI (Grade 23) Titanium CP (Grade 2) CoCr alloy AST

8、M F75Arcam對(duì)上述材料提供：提供高質(zhì)量的粉末工藝參數(shù)包加工件的材料性能已得到驗(yàn)證EBM使用的其他材料除了之前提到的材料，通過Arcam測(cè)試并且 客戶進(jìn)行使用的其他材料包括 Titanium aluminide (-TiAl) Super alloys (e.g. Inconel 625 & 718) Stainless steel (e.g. 17-4) Tool steel (e.g. H13) Aluminium (e.g. 6061) Hard metals (e.g. NiWC) Copper (e.g. GRCop-84) Beryllium (e.g. AlBeMet) Amorphous metals Niobium Invar設(shè)計(jì)高度自由根據(jù)功能設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)定制化輕量結(jié)構(gòu)優(yōu)異的