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      淺談3D打印,探尋顛覆性技術背后隱藏的真空“奧秘”

      作者:時間:2022-10-12來源:電子產品世界收藏

      3D打印技術又稱增材制造(Additive manufacturing),是一種以數字模型文件為基礎,將可粘合材料逐層疊加以構建現實三維物體的技術。我們可以將這個過程比喻成 “糖人制作” :師傅用熱熔的糖漿繪制出各類圖案,糖漿便是可粘合材料,通過冷卻和不斷堆疊形成具有立體感的糖人。

      本文引用地址:http://www.tpagfe.com/article/202210/439000.htm

      作為“決定未來經濟的12大顛覆技術”之一和第三次工業革命的引擎,3D打印標志著從傳統制造邁向智能制造的巨大產業變革,現被廣泛應用于建筑、醫療、航空航天、汽車制造等多種制造業領域。從最初的液態樹脂到如今的金屬粉末,3D打印通過不斷的技術更迭,引發了新的技術革命浪潮。在這一顛覆性制造技術發展的背后,需要真空技術的加持。

      電子束熔融EBM與真空技術應用

      提到金屬的3D打印,我們就要談談電子束熔融(EBM)了。這是一種特殊的增材制造技術,產品由金屬粉末制成,可生產出傳統金屬加工工藝因為技術或經濟原因無法生產的高度復雜的部件,且生產效率極高。這種工藝雖然與選擇性激光熔融(SLM)類似,但是相比于SLM所使用的激光束,EBM的能量源是電子束。因此,該工藝必須在真空環境中實現。

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      左圖:用金屬粉末制造的3D打印飛行器渦輪發動機,右圖:用EBM打印的植入物示例

      真空技術在EBM工藝中扮演著多種角色,以保證整個過程的穩定性和可靠性。具體如下:

      ●   防止電子束與氣體粒子碰撞發生偏轉,實現精準熔融工藝。

      ●   防止在熱金屬中形成氣泡,在真空下打印部件可達到理想的脫氣效果,形成均勻平滑的金屬層。

      ●   防止熔融金屬粉末的氧化,打印結束后可以直接回收大量非熔化粉末,避免粉末在加熱時出現銹蝕。

      ●   在真空環境下,通過分裂電子束同時在多個位置熔化粉末,從而加速打印過程。

      ●   進行精準的氣體泄漏檢測,保證過程的密封和安全性。

      為了滿足以上EBM生產技術的要求,需要多種真空設備的支持。

      普發真空助力電子束熔融

      作為全球領先的真空設備供應商之一,普發真空針對電子束熔融技術提供了全面的產品組合,在抽真空、真空測量、真空計校準以及泄漏檢測四個環節支持整個EBM生產過程的正常運行。

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      普發真空針對電子束熔融提供全系列的產品組合

      抽真空對于EBM的制造室以及電子束槍來說都非常重要。抽真空過程需要非常迅速以縮短準備時間,這對于真空設備的極限真空及解吸率的要求非常高。普發真空可以為EBM抽真空提供優秀的真空泵組,包括前級泵和高真空泵,其中普發HiPace渦輪分子泵系列產品在制造室抽真空領域的應用已經非常成熟。

      通過抽真空獲得真空之后,還需要專業的設備測量壓力以確保達到壓力要求,即進行真空測量。普發真空RPT 200型和HPT 200型真空計組合能夠同時達到對精準度和對電子束無磁場干擾的要求,可用于測量高真空泵的前級真空壓力。另外,對真空計定期進行校準,對于EBM長期的工藝穩定性來說是必不可少的。普發真空研發的校準泵組,有基本和專業型號,符合ISO 3567標準,可滿足不同的真空計校準需求。

      當然,真空獲得后需要有良好的密封性,才能夠真正保證EBM工藝過程中的真空度。為了能夠達到EBM系統對于累計泄漏率的要求,需要進行泄漏檢測,氦氣檢漏儀在這里就要登場了。普發真空可針對不同的應用需求,提供普遍適用的ASM 340檢漏儀或緊湊便攜的ASM 310檢漏儀。

      除了以上的四個環節之外,普發真空還可為EBM提供其他真空設備和組件的定制服務。

      目前在3D打印中,金屬材料的使用率越來越高,這帶動了3D打印向高端制造市場的拓展。普發真空將全力支持這一全球性的技術革命,以領先的真空解決方案助力3D打印制造商突破傳統制造業的局限,從“制造”向“智造”過渡,實現新一代高科技創新。



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