电子束金属3D打印技术是金属3D打印的主流技术之一,但目前从全球的情况来看,从事这方面技术研究的机构和公司仍少于激光金属3D打印技术。因此,平时我们很少有全面了解该项技术的机会,2018年1月28日,“中国增材制造产业发展渭南高峰论坛”在渭南高新区举办,在此次大会上,金属多孔材料国家重点实验室主任、西安赛隆金属材料有限责任公司董事长汤慧萍女士发表主题演讲。全面介绍了粉末床电子束3D打印技术的机遇与挑战,并介绍了赛隆金属在产业化方面的进展。 2018年1月4日,西安赛隆金属自主研发的Sailong S2型粉床电子束3D打印机在西安增材制造国家研究院有限公司顺利通过验收,该台设备的各项参数指标均达到或高于设计要求,成功打印出具有复杂结构的钛合金零件,实现了长时间的稳定连续运行。
接下来南极熊就为大家盘点一下目前的西安赛隆金属的3D打印设备以及金属制粉设备。
粉末床电子束3D打印技术的特点:可预热到1100℃,成形应力低;能量利用率高:~95%;跳转速度快:8000m/s;成形效率高,SLM的3~5倍;真空成形环境,洁净。特别适合于高熔点、活性、脆性难加工金属材料复杂精密构件的高质量成形。
赛隆公司2015年推出了国内首台商业化的开源电子束3D打印机,在此基础上,已经开发出了分别针对科学研究的S型打印机和针对医疗产品的Y型打印机。
S型打印机主要技术参数:
电子束枪加速电压0~60kV;最大功率3kW;束斑直径≤0.2mm;
成形室极限真空度:5×10-3Pa;
铺粉层厚:0.05至0.2mm可调;
最高预热温度1350℃;
粉末更换简便,可在2小时内完成粉末更换;
成形仓可更换,最大成形零件尺寸为:200×200×240mm,最小成形仓的最大成形零件尺寸为100×100×150mm,满足科研与生产的不同需求;
零件精度:≤+/–0.3mm;
成形材料:钛合金、钛铝、不锈钢、难熔金属等。
Y型打印机主要技术参数:
电子束枪加速电压0~60kV;最大功率3kW;束斑直径≤0.15mm;
成形室极限真空度:5×10-3Pa;
铺粉层厚:0.02至0.2mm可调;
最大成形零件尺寸为:150×150×180mm;
零件精度:≤+/–0.3mm;
成形材料:钛合金、钴铬、钽等。
等离子旋转电极雾化制粉设备
基本原理:以金属或合金制成自耗电极,其端面受等离子弧加热而熔融为液体,通过电极高速旋转的离心力将液体抛出并粉碎为细小液滴,冷凝过程中在表面张力的作用下最终得到球形粉末。
工艺特点:设备具有结构紧凑、工艺参数控制简单和生产效率高等优点,生产的粉末粒度范围窄、粉末颗粒表面光滑洁净、少无空心粉和卫星粉、气体夹杂少,粉末品质高,适合喷涂、热等静压和3D 打印等工艺使用。
用途:生产镍基高温合金粉末、钛合金粉末、不锈钢粉末及熔点2600℃以下的难熔金属粉末等。
型号:面向工业生产的SLPA-H-II型和面向实验室科学研究的桌面级SLPA-D型等离子旋转电极雾化制粉设备。
SLPA-H-Ⅱ型工业级等离子旋转电极雾化制粉设备技术参数:
粉末种类:Ti, Ni, Co及难熔金属;
工作转速:15000~20000rpm;
电极棒直径:φ75mm;
粉末球形度≥90%;
粉末粒度分布:d50≦105μm(钛合金);
氧增量:≦200ppm;
生产能力:100kg/8h(钛合金);
装机功率:~200kW;
占地面积:8×7×5m。
桌面级SLPA-D型等离子旋转电极雾化制粉设备主要技术参数:
粉末种类:Ti,Ni, Co及难熔金属;
工作转速:50000~60000rpm;
电极棒直径:φ20~30mm;
粉末形貌:球形率≥90%;
粉末粒度分布:d50≦63μm(钛合金);
氧增量:≦200ppm;
装机功率:~60kW;
占地面积:4m×3m×2.5m。
高品质球形金属粉末
采用高纯氩气雾化及等离子旋转电极雾化工艺制备高品质球形稀有金属粉末,产品包括钛合金、Ti-Al合金、Ti2AlNb、Ti-Ta合金、Ti-Nb(-Zr)合金、铌合金、钽合金等。粉末氧含量低、球形率高、流动性好、性能稳定,可很好的满足电子束铺粉3D打印、激光铺粉3D打印、激光同轴送粉3D打印等工艺的不同需求。
西安赛隆金属材料有限责任公司成立于2013年,是西北有色金属研究院控股的国家级高新技术企业。公司专业从事商业化粉末床电子束3D打印(SEBM)技术与装备、等离子旋转电极雾化制粉(PREP)技术与装备的研发、生产、销售和技术服务。在国内首次推出了满足科研的S型和满足医疗产品制造的Y型国产商业化粉末床电子束3D打印设备;研制并商业化销售了多套等离子旋转电极雾化制粉设备,最高转速2万转/min;研发了TiAl、TiNbZr等20余种满足金属3D打印需求的高品质金属粉末;研发了100余种3D打印复杂金属构件,其中300余件椎间融合器和关节等在临床上获得了成功应用。公司形成了年产100吨金属粉末、20台套设备、上万件3D打印件的生产能力。
依托金属多孔材料国家重点实验室的平台优势,建立了金属3D打印联合创新中心,先后承担 “工业强基工程项目”、“中小企业创新基金”、“国家重点研发计划项目”等20余项国家和省市科研项目,在3D打印方面申请专利30余项,牵头制定3D打印国家和行业标准4项。公司是中国增材制造产业联盟理事单位、全国增材制造标准化技术委员会委员单位和中国机械工程学会增材制造分会委员单位。
发展历程
2001年,团队获得国家“863计划”项目资助,开展增材制造用球形钛合金粉末制备研究;
2005年,国内首家单位开展粉末床电子束3D打印技术成形TA7叶盘;
2007年,与清华大学联合开发了成形钛合金的EBSM250粉末床电子束3D打印科研设备;
2008年,荣获“国家国防创新团队”称号,电子束3D打印钛合金性能达到锻件水平;
2010年,国内首家引进瑞典Arcam A2打印机,开展钛铝电子束3D打印技术研究;
2013年,成果转化,成立西安赛隆金属材料有限责任公司;
2014年,获得国家科技部中小企业创新资金资助;
2015年,推出国内首台商业化的粉末床电子束3D打印机,投放市场实现销售;
推出了SLPA-II型15000转/min转速,棒料直径75mm的商业化等离子旋转电极雾化制粉装备,投放市场实现销售;
2016年,获得国家工信部工业强基工程项目“金属增材制造工艺”的资助;
获得国家重点研发计划项目“个性化多孔钽植入假体粉床电子束增材制造关键技术和临床应用”的资助;
2017年,推出SLPA-III型20000转/min转速,棒料直径75mm的商业化等离子旋转电极雾化制粉装备。
|