После нескольких лет исследований и разработок, компания Wayland Additive демонстрирует свой новый процесс сварки электронным пучком с порошковым слоем (PBF), получивший название NeuBeam. Британская компания утверждает, что ее технология имеет многочисленные преимущества по сравнению с другими металлическими процессами PBF, включая как лазерные PBF, так и другие системы с электронным пучком.

Компания была выведена из Reliance Precision –  инженерной фирмы почти со 100-летней историей и опиралась на серию грантов Innovate UK для разработки новой формы электронно-лучевой PBF технологии, основанной на процессах, связанных с электронной микроскопией и электронно-лучевой литографией. Получив лицензию на технологию от Reliance, Wayland в настоящее время занимается коммерциализацией своей NeuBeam с целью поставки машин шести клиентам к 2021 году.

На фото: Части напечатаны NeuBeam, без образования «агломерата». Изображение предоставлено Wayland Additive.

Генеральный директор Wayland Уилл Ричардсон предполагает, что, используя принципы, разработанные в полупроводниковой промышленности, NeuBeam способен нейтрализовать накопление заряда, которое происходит в  традиционной электронно-лучевой PBF (отсюда и «neu» в NeuBeam).  Результатом будет являться более высокая стабильность для электронно-лучевой PBF в целом и большая гибкость, чем у лазерной PBF. В свою очередь, с NeuBeam можно использовать более широкий спектр материалов, чем в случае с другими процессами PBF.

Ричардсон описывает NeuBeam как «процесс с горячей деталью, а не процесс с горячим слоем», в котором тепло применяется только к печатаемой части. Вместо создания «спекания», технология Wayland обеспечивает свободное течение порошка после завершения сборки, сокращая количество необходимой последующей обработки, потребление энергии и, как заявляет компания, отсутствие в деталях остаточного напряжения. Устраняя термические напряжения, а также поперечный поток газа, упрощая удаление порошка, Wayland предлагает изготавливать гораздо большие детали, чем при использовании традиционной технологии электронного пучка.

Геометрическая сложность, предлагаемая NeuBeam 3D-печатью. Изображение предоставлено Wayland Additive.

Являясь новой компанией по производству металлоконструкций PBF, компания Wayland Additive опередила лидеров отрасли, с самого начала внедрив мониторинг процесса в реальном времени, используя сканирование со структурированным светом, электронные изображения и высокоскоростные инфракрасные камеры. Это может быть использовано для адаптации системы в процессе печати, для настройки микроструктур во время сборки детали. Это также помогает в разработке материалов, так как параметры могут быть изменены в процессе для оптимизации конкретного металла.

В течение некоторого времени электронно-лучевая PBF была подготовлена ​​к новым достижениям, и в этой области было очень мало конкурентов. Основным производителем электронно-лучевых PBF-систем является Arcam, в настоящее время дочерняя компания GE Additive , чья технология электронно-лучевой плавки (EBM) является стандартной для электронно-лучевых PBF с тех пор, как компания впервые начала продавать системы в 2001 году.

Однако технология была ограничена из-за причин, упомянутых выше, и не только. Накопление заряда, которое NeuBeam, например,  рассматривает, вызывает рассеяние порошка и «дымовые завесы», которые искажают напечатанные слои и, таким образом, повреждают всю деталь. Разрушение слоевой неровности и удаление неиспользованного порошка - трудоемкий процесс, который требует использования грубых материалов. Все это ограничивает номенклатуру металлов, которые можно легко печатать по технологии, в основном это титановые сплавы и хром кобальта. В свою очередь, компания Arcam нацелена только на две отрасли промышленности с имплантатами EBM, аэрокосмической и медицинской.

Однако в последнее время новые участники, такие как Wayland Additive, начинают предлагать альтернативы. В дополнение к китайской компании под названием Xi'an Sailong Metals , JEOL , японский производитель технологий метрологии и контроля на основе электронного пучка, работает с Японской ассоциацией технологических исследований по подготовке будущего производства присадок для  процессов, связанных с  электронным пучком. Это, безусловно, сделает рынок электронно-лучевых PBF более интересным и, вероятно, обеспечит дальнейшую конкуренцию для компаний, производящих лазерные PBF, которые доминируют на рынке, таких как EOS. И, поскольку, как сообщается, Wayland разработал методы преодоления недостатков EBM, нет сомнений в том, что GE пытается сделать то же самое.

Автор Майкл Молич-Хоу

Источник