突破性的电子束金属3D打印技术，无残余应力、无需预热粉末床，Wayland推出Calibur3

导读：有没有办法把EBM电子束金属3D打印技术和SLM激光金属3D打印技术结合起来，取长补短，而创新出突破性的金属3D打印技术？

南极熊获悉，Wayland Additive在3月16日举行的虚拟会议上推出了Calibur3金属增材制造系统，向来自世界各地的众多与会者介绍了这款新的Calibur3机器。同时，全面展示了公司突破性的金属增材制造（AM）技术NeuBeam。

△Calibur3

Wayland Additive的首席技术官Ian Laidler详细介绍了嵌入在Calibur3中的NeuBeam工艺的全部功能。与当今市场上的现有金属AM机器相比，NeuBeam引入了性能和功能上的阶梯式变化。是一种全新的突破性粉末床融合（PBF）工艺，由于当前的金属增材制造工艺的局限性，NeuBeam为当今无法生产的3D打印金属零件提供了机会。这项技术提供了使用者范围更广的金属材料，因此极大地增加了新机器的潜力。此外，NeuBeam可以生产大型零件，而不必担心残留应力或气体错流，也无需预烧结粉末床。

△使用Calibur3进行3D打印的零件，图片来自Wayland Additive

Wayland Additive业务发展总监Peter Hansford表示：“采用NeuBeam工艺的Calibur3系统提供了介于SLM和EMB系统之间的真正第三种方法，并且与任何现有方法相比，都展现了飞跃式的进步。”“此外，Calibur3促进创新，这对技术的进步至关重要。而且，它克服了大多数公司在使用金属AM时必须面对的折中问题，因此他们现在可以重新使用以前被认为是麻烦或不可能的程序，并且可以从更清晰的过程视图和更大的操作空间开发项目 。”Wayland Additive首席执行官Will Richardson评论说：“我为我们的团队对启动计划的奉献感到骄傲。” “现在，我们的任务是真正展示Calibur3为金属增材制造带来的不同。”

△NeuBeam系统3D打印一个工业零件，图片来自Wayland Additive

Calibur3电子束金属3D打印机

Calibur3的构建体积为300 x 300 x 450 mm，大大降低了能耗和打印时间。与现有的EBM工艺相比，NeuBeam可以确保简化脱粉工艺并大大减少后处理。机器具有在各种金属材料中生产完全致密零件的能力，还为真正的工业和稳定生产平台引入了内置的实时过程监控系统。Wayland致力于将这项技术应用在航空航天、医疗和发电行业等制造领域，并将于2021年5月19日在公司英国总部举办面对面的发布会。南极熊全球3D打印产品库https://product.nanjixiong.com/ 已经收录了这款3D打印机，欢迎咨询。

△Calibur3操作界面

Wayland Additive的NeuBeam技术

NeuBeam是真正的突破性的金属AM工艺，可有效中和电子束（eBeam）粉末床熔合（PBF）工艺，比基于激光的AM工艺具有更大的灵活性，同时还克服了许多传统eBeam AM系统用户所遇到的稳定性问题。此外，NeuBeam工艺使冶金要求能够适应应用要求，突破了传统的工艺限制，从而获得最佳结果。

△NeuBeam粉末床–选择性加热可产生自由流动的粉末。通过WaylandAdditive拍摄。

• “第三种方式”：Wayland能够通过其专有的NeuBeam工艺提供了“第三种方式”。克服了现有金属eBeam和Laser PBF工艺的许多局限性，并且通过电荷中和，为金属材料的开发和生产开辟了新的机遇，提供了更广泛，更开放的金属材料选择。
• 开放系统：NeuBeam是一个开放系统，允许以更直接的方式开发新的工艺参数，从而促进创新的应用程序开发并优化材料的使用。完整的过程透明度和控制力还使用户能够连续不断地实时监视和优化其制造过程。
• 新系统架构：NeuBeam代表了一种基于稳定、可靠和灵活的电子束粉末床熔融AM工艺。它能够使用多种材料生产完全致密的零件，包括许多与传统的eBeam或激光PBF工艺不兼容的材料，例如难熔金属和高反射合金。NeuBeam工艺极大程度上改善了冶金学，而省却了现有金属AM工艺所需的许多折衷。
• 先进的过程监控：NeuBeam交付时具有全面、实时的过程中监控功能，可促进全面的可追溯性和逐层的质量保证功能。
  

△NeuBeam工艺与传统工艺对比

与激光PBF系统相比，eBeamPBF工艺具有良好的能量转移性能。电子束PBF的特征还在于优越的冶金学，与激光PBF相比，与残余应力有关的问题更少，因此在最终使用部件内部产生了更大的内部完整性。另外，由于激光器的固定位置，激光器运转过程本质上灵活性较差。

但是，传统的EBM PBF工艺也面临着自己的挑战和约束。首先，众所周知这是一个不稳定的过程。这种不稳定性是由构建室内的电荷积累引起的，这可能导致粉末散布或“烟雾”，破坏打印层并破坏整个构建。这种不可靠性以及陡峭而漫长的学习曲线，通常被认为eBeamPBF增材制造工艺不如基于激光的PBF工艺有利。AM行业已经开发了针对EBM流程的传统解决方法，但是这些解决方法会导致下游复杂性，而这些复杂性通常会否定eBeam的整体优势。例如，在整个模板上使用非常高的加工温度会在半烧结饼中形成零件；这使得零件拆卸和后处理非常困难，耗时且昂贵。这些折衷还严重限制了可以使用的材料、可以制造的几何形状以及最终可以从eBeam工艺中受益的程序。

NeuBeam克服了这些限制，通过完全稳定的eBeam PBF工艺以更大的灵活性为应用开发和生产提供了新机会，极大地改善了冶金方法。NeuBeam工艺消除了典型金属AM工艺中与残余应力有关的问题，直接生产出具有明显更高内部完整性的金属零件，这是通过仅将所需的高温施加到要制造的部件而不是整个粉末床上来实现的。NeuBeam通过稳定、可靠和灵活的eBeam PBF全新系统架构交付，这项工艺可在多种材料中生产完全致密的零件，包括与传统的eBeam或激光PBF工艺不兼容的材料，例如难熔金属和高反射合金。

△Calibur3可实时监控打印过程

NeuBeam工艺通过结合先进的技术（包括结构化光扫描，电子成像和高速红外摄像头）实现了前所未有的过程内监控水平。这些不同的监控方法通过调整被校准到机器中的参考点上，以确保获得最佳结果和输出。作为一个真正的热处理过程，机器可以监控构建室内的所有内容，并且可以在构建过程中看到整个粉末床过程中的真实温度。还可以看到被加工材料的热历史。表面的形貌也可以看到，这样就可以检测出缺陷并在出现缺陷时予以报告。这种方法使制造商能够在构建过程中获得完整的质量保证数据，并具有从头到尾的材料、过程和零件的完全可追溯性。

关于Wayland Additive

Wayland Additive是一家位于英格兰哈德斯菲尔德的公司。致力于开发更加有效的电子束（eBeam）增材制造（AM）系统，并为工业提供更广泛的应用范围。公司以开放的方式来定义技术与客户期望的精确匹配。WaylandAdditive促进了NeuBeam金属增材制造工艺，作为传统制造和现有增材制造工艺的一种有吸引力且可行的替代方案，它克服了制造商在高价值、复杂金属应用中面临的许多问题。使用NeuBeam工艺的Calibur3系统提供了介于SLM和EMB系统之间的真正第三种方法。

Wayland的核心资产之一是独特的电子束机器专家团队。电子束系统的设计从根本上来说非常困难，并且为新进入市场的人创造了很高的壁垒。通过组织一支在这一领域具有全面能力的团队，公司能够快速开发出完整的电子束系统。通过对电子束控制、稳定性和束成形的深入了解使WaylandAdditive在机器性能方面取得进一步的快速进步。

Wayland Additive的电子束谱系不仅使公司能够克服技术上的门槛，而且使它的技术团队拥有开发真正的工业化机器的技能。其他机器生产商的技术团队大多具有焊接背景，而Wayland团队则来自半导体行业的光刻技术领域。半导体晶圆厂对客户的要求很高，比如很高的机器可用性、无与伦比的精度和准确性以及对细节的痴迷。这些类似于关航空航天、医疗和汽车行业对生产设施的要求，但市场上的AM机器大多无法做到。

参考阅读：

1．英国Wayland Additive将于2021年推出电子束金属3D打印机

https://www.nanjixiong.com/thread-142910-1-7.html

2. WAYLAND ADDITIVE LAUNCHES CALIBUR3 METAL ADDITIVEMANUFACTURING SYSTEM

https://www.waylandadditive.com/news/wayland-additive-launches-calibur3-metal-additive-manufacturing-system/

3. NeuBeam

https://www.waylandadditive.com/neubeam/