電子束是3D金屬打印成型最快方法
中國(guó)從90年代末期獲得大功率電子束技術(shù)后積極開展了絲束增材成型的研究,2006年后正式成立電子束快速成型研究分部,在材料類型,快速穩(wěn)定的熔融凝固,大型結(jié)構(gòu)變形控制等方面取得進(jìn)展,目前,已經(jīng)能開始使用該技術(shù)生產(chǎn)飛機(jī)零件,并在一些重點(diǎn)型號(hào)的研制中得以應(yīng)用。電子束快速成型技術(shù)目前還有一些技術(shù)難點(diǎn)尚待進(jìn)一步研究,比如成型過程中廢熱高,金屬構(gòu)件中金相結(jié)構(gòu)控制較為困難,特別是成型時(shí)間長(zhǎng),先凝固的部分經(jīng)受的高溫時(shí)間長(zhǎng),對(duì)金屬晶態(tài)成長(zhǎng)控制困難,進(jìn)而引起大尺度構(gòu)件應(yīng)力復(fù)雜等等。
電子束成型對(duì)復(fù)雜腔體,扭轉(zhuǎn)體,薄壁腔體等成型效果不佳,他的成形點(diǎn)陣精度在毫米級(jí),所以成型以后仍然需要傳統(tǒng)的精密機(jī)械加工,也需要傳統(tǒng)的熱處理,甚至鍛造等等。
但電子束快速成型速度快,是目前3D金屬打印類打印速度最快的,可達(dá)15KG/小時(shí),設(shè)備工業(yè)化成熟度高,基本可由貨架產(chǎn)品組合,生產(chǎn)線構(gòu)建成本低,具有很強(qiáng)的工業(yè)普及基礎(chǔ),同時(shí),電子束快速成型設(shè)備同時(shí)還能具有一定的焊接能力和金屬構(gòu)件表面修復(fù)能力,應(yīng)用前景廣泛。在發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域,目前美國(guó)和中國(guó)在電子束控制單晶金屬近凈形成型技術(shù)方面正積極研究,一旦獲得突破,傳統(tǒng)的單晶渦輪葉片生產(chǎn)困難和生產(chǎn)成本高的問題將獲得極大的改善,從而大大提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)的性能,并對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)研制改進(jìn)等提供了極大的助力。[按激勵(lì)方式分類激光器類型]
電子束成型對(duì)復(fù)雜腔體,扭轉(zhuǎn)體,薄壁腔體等成型效果不佳,他的成形點(diǎn)陣精度在毫米級(jí),所以成型以后仍然需要傳統(tǒng)的精密機(jī)械加工,也需要傳統(tǒng)的熱處理,甚至鍛造等等。
但電子束快速成型[機(jī)器人在激光快速成型中的顯著作用]速度快,是目前3D金屬打印類打印速度最快的,可達(dá)15KG/小時(shí),設(shè)備工業(yè)化成熟度高,基本可由貨架產(chǎn)品組合,生產(chǎn)線構(gòu)建成本低,具有很強(qiáng)的工業(yè)普及基礎(chǔ),同時(shí),電子束快速成型設(shè)備同時(shí)還能具有一定的焊接能力和金屬構(gòu)件表面修復(fù)能力,應(yīng)用前景廣泛。在發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域,目前美國(guó)和中國(guó)在電子束控制單晶金屬近凈形成型技術(shù)方面正積極研究,一旦獲得突破,傳統(tǒng)的單晶渦輪葉片生產(chǎn)困難和生產(chǎn)成本高的問題將獲得極大的改善,從而大大提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)的性能,并對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)研制改進(jìn)等提供了極大的助力。
在2013年北京科博會(huì)現(xiàn)場(chǎng)展示的由北京航空航天大學(xué)團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)的飛機(jī)鈦合金大型復(fù)雜整體構(gòu)件激光快速成型技術(shù)。
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