導(dǎo)讀：有沒(méi)有辦法把EBM電子束金屬3D打印技術(shù)和SLM激光金屬3D打印技術(shù)結(jié)合起來(lái)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，而創(chuàng)新出突破性的金屬3D打印技術(shù)？

南極熊獲悉，Wayland Additive在3月16日舉行的虛擬會(huì)議上推出了Calibur3金屬增材制造系統(tǒng)，向來(lái)自世界各地的眾多與會(huì)者介紹了這款新的機(jī)器。同時(shí)，全面展示了公司突破性的金屬增材制造（AM）技術(shù)NeuBeam。

Wayland Additive的首席技術(shù)官Ian Laidler詳細(xì)介紹了嵌入在Calibur3中的NeuBeam工藝的全部功能。與當(dāng)今市場(chǎng)上的現(xiàn)有金屬AM機(jī)器相比，NeuBeam引入了性能和功能上的階梯式變化。是一種全新的突破性粉末床融合（PBF）工藝，由于當(dāng)前的金屬增材制造工藝的局限性，NeuBeam為當(dāng)今無(wú)法生產(chǎn)的3D打印金屬零件提供了機(jī)會(huì)。這項(xiàng)技術(shù)提供了使用者范圍更廣的金屬材料，因此極大地增加了新機(jī)器的潛力。此外，NeuBeam可以生產(chǎn)大型零件，而不必?fù)?dān)心殘留應(yīng)力或氣體錯(cuò)流，也無(wú)需預(yù)燒結(jié)粉末床。

Wayland Additive業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)Peter Hansford表示：“采用NeuBeam工藝的Calibur3系統(tǒng)提供了介于SLM和EMB系統(tǒng)之間的真正第三種方法，并且與任何現(xiàn)有方法相比，都展現(xiàn)了飛躍式的進(jìn)步�！薄按送猓珻alibur3促進(jìn)創(chuàng)新，這對(duì)技術(shù)的進(jìn)步至關(guān)重要。而且，它克服了大多數(shù)公司在使用金屬AM時(shí)必須面對(duì)的折中問(wèn)題，因此他們現(xiàn)在可以重新使用以前被認(rèn)為是麻煩或不可能的程序，并且可以從更清晰的過(guò)程視圖和更大的操作空間開發(fā)項(xiàng)目 。”Wayland Additive首席執(zhí)行官Will Richardson評(píng)論說(shuō)：“我為我們的團(tuán)隊(duì)對(duì)啟動(dòng)計(jì)劃的奉獻(xiàn)感到驕傲。” “現(xiàn)在，我們的任務(wù)是真正展示Calibur3為金屬增材制造帶來(lái)的不同�！�

Calibur3電子束金屬3D打印機(jī)

Calibur3的構(gòu)建體積為300 x 300 x 450 mm，大大降低了能耗和打印時(shí)間。與現(xiàn)有的EBM工藝相比，NeuBeam可以確保簡(jiǎn)化脫粉工藝并大大減少后處理。機(jī)器具有在各種金屬材料中生產(chǎn)完全致密零件的能力，還為真正的工業(yè)和穩(wěn)定生產(chǎn)平臺(tái)引入了內(nèi)置的實(shí)時(shí)過(guò)程監(jiān)控系統(tǒng)。Wayland致力于將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用在航空航天、醫(yī)療和發(fā)電行業(yè)等制造領(lǐng)域，并將于2021年5月19日在公司英國(guó)總部舉辦面對(duì)面的發(fā)布會(huì)。

革命性的NeuBeam電子束金屬3D打印技術(shù)

NeuBeam是真正的突破性的金屬AM工藝，可有效融合電子束（eBeam）粉末床熔合（PBF）工藝，比基于激光的AM工藝具有更大的靈活性，同時(shí)還克服了許多傳統(tǒng)eBeam AM系統(tǒng)用戶所遇到的穩(wěn)定性問(wèn)題。此外，NeuBeam工藝使冶金要求能夠適應(yīng)應(yīng)用要求，突破了傳統(tǒng)的工藝限制，從而獲得最佳結(jié)果。

“第三種方式”：Wayland能夠通過(guò)其專有的NeuBeam工藝提供了“第三種方式”。克服了現(xiàn)有金屬eBeam和Laser PBF工藝的許多局限性，并且通過(guò)電荷中和，為金屬材料的開發(fā)和生產(chǎn)開辟了新的機(jī)遇，提供了更廣泛，更開放的金屬材料選擇。

開放系統(tǒng)：NeuBeam是一個(gè)開放系統(tǒng)，允許以更直接的方式開發(fā)新的工藝參數(shù)，從而促進(jìn)創(chuàng)新的應(yīng)用程序開發(fā)并優(yōu)化材料的使用。完整的過(guò)程透明度和控制力還使用戶能夠連續(xù)不斷地實(shí)時(shí)監(jiān)視和優(yōu)化其制造過(guò)程。

新系統(tǒng)架構(gòu)：NeuBeam代表了一種基于穩(wěn)定、可靠和靈活的電子束粉末床熔融AM工藝。它能夠使用多種材料生產(chǎn)完全致密的零件，包括許多與傳統(tǒng)的eBeam或激光PBF工藝不兼容的材料，例如難熔金屬和高反射合金。NeuBeam工藝極大程度上改善了冶金學(xué)，而省卻了現(xiàn)有金屬AM工藝所需的許多折衷。

先進(jìn)的過(guò)程監(jiān)控：NeuBeam交付時(shí)具有全面、實(shí)時(shí)的過(guò)程中監(jiān)控功能，可促進(jìn)全面的可追溯性和逐層的質(zhì)量保證功能。

△NeuBeam工藝與傳統(tǒng)工藝對(duì)比

與激光PBF系統(tǒng)相比，eBeamPBF工藝具有良好的能量轉(zhuǎn)移性能。電子束PBF的特征還在于優(yōu)越的冶金學(xué)，與激光PBF相比，與殘余應(yīng)力有關(guān)的問(wèn)題更少，因此在最終使用部件內(nèi)部產(chǎn)生了更大的內(nèi)部完整性。另外，由于激光器的固定位置，激光器運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程本質(zhì)上靈活性較差。

但是，傳統(tǒng)的EBM PBF工藝也面臨著自己的挑戰(zhàn)和約束。首先，眾所周知這是一個(gè)不穩(wěn)定的過(guò)程。這種不穩(wěn)定性是由構(gòu)建室內(nèi)的電荷積累引起的，這可能導(dǎo)致粉末散布或“煙霧”，破壞打印層并破壞整個(gè)構(gòu)建。這種不可靠性以及陡峭而漫長(zhǎng)的學(xué)習(xí)曲線，通常被認(rèn)為eBeamPBF增材制造工藝不如基于激光的PBF工藝有利。AM行業(yè)已經(jīng)開發(fā)了針對(duì)EBM流程的傳統(tǒng)解決方法，但是這些解決方法會(huì)導(dǎo)致下游復(fù)雜性，而這些復(fù)雜性通常會(huì)否定eBeam的整體優(yōu)勢(shì)。例如，在整個(gè)模板上使用非常高的加工溫度會(huì)在半燒結(jié)餅中形成零件；這使得零件拆卸和后處理非常困難，耗時(shí)且昂貴。這些折衷還嚴(yán)重限制了可以使用的材料、可以制造的幾何形狀以及最終可以從eBeam工藝中受益的程序。

NeuBeam克服了這些限制，通過(guò)完全穩(wěn)定的eBeam PBF工藝以更大的靈活性為應(yīng)用開發(fā)和生產(chǎn)提供了新機(jī)會(huì)，極大地改善了冶金方法。NeuBeam工藝消除了典型金屬AM工藝中與殘余應(yīng)力有關(guān)的問(wèn)題，直接生產(chǎn)出具有明顯更高內(nèi)部完整性的金屬零件，這是通過(guò)僅將所需的高溫施加到要制造的部件而不是整個(gè)粉末床上來(lái)實(shí)現(xiàn)的。NeuBeam通過(guò)穩(wěn)定、可靠和靈活的eBeam PBF全新系統(tǒng)架構(gòu)交付，這項(xiàng)工藝可在多種材料中生產(chǎn)完全致密的零件，包括與傳統(tǒng)的eBeam或激光PBF工藝不兼容的材料，例如難熔金屬和高反射合金。

NeuBeam工藝通過(guò)結(jié)合先進(jìn)的技術(shù)（包括結(jié)構(gòu)化光掃描，電子成像和高速紅外攝像頭）實(shí)現(xiàn)了前所未有的過(guò)程內(nèi)監(jiān)控水平。這些不同的監(jiān)控方法通過(guò)調(diào)整被校準(zhǔn)到機(jī)器中的參考點(diǎn)上，以確保獲得最佳結(jié)果和輸出。作為一個(gè)真正的熱處理過(guò)程，機(jī)器可以監(jiān)控構(gòu)建室內(nèi)的所有內(nèi)容，并且可以在構(gòu)建過(guò)程中看到整個(gè)粉末床過(guò)程中的真實(shí)溫度。還可以看到被加工材料的熱歷史。表面的形貌也可以看到，這樣就可以檢測(cè)出缺陷并在出現(xiàn)缺陷時(shí)予以報(bào)告。這種方法使制造商能夠在構(gòu)建過(guò)程中獲得完整的質(zhì)量保證數(shù)據(jù)，并具有從頭到尾的材料、過(guò)程和零件的完全可追溯性。

關(guān)于Wayland Additive

Wayland Additive是一家位于英格蘭哈德斯菲爾德的公司。致力于開發(fā)更加有效的電子束（eBeam）增材制造（AM）系統(tǒng)，并為工業(yè)提供更廣泛的應(yīng)用范圍。公司以開放的方式來(lái)定義技術(shù)與客戶期望的精確匹配。WaylandAdditive促進(jìn)了NeuBeam金屬增材制造工藝，作為傳統(tǒng)制造和現(xiàn)有增材制造工藝的一種有吸引力且可行的替代方案，它克服了制造商在高價(jià)值、復(fù)雜金屬應(yīng)用中面臨的許多問(wèn)題。使用NeuBeam工藝的Calibur3系統(tǒng)提供了介于SLM和EMB系統(tǒng)之間的真正第三種方法。

Wayland的核心資產(chǎn)之一是獨(dú)特的電子束機(jī)器專家團(tuán)隊(duì)。電子束系統(tǒng)的設(shè)計(jì)從根本上來(lái)說(shuō)非常困難，并且為新進(jìn)入市場(chǎng)的人創(chuàng)造了很高的壁壘。通過(guò)組織一支在這一領(lǐng)域具有全面能力的團(tuán)隊(duì)，公司能夠快速開發(fā)出完整的電子束系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)電子束控制、穩(wěn)定性和束成形的深入了解使WaylandAdditive在機(jī)器性能方面取得進(jìn)一步的快速進(jìn)步。

Wayland Additive的電子束譜系不僅使公司能夠克服技術(shù)上的門檻，而且使它的技術(shù)團(tuán)隊(duì)擁有開發(fā)真正的工業(yè)化機(jī)器的技能。其他機(jī)器生產(chǎn)商的技術(shù)團(tuán)隊(duì)大多具有焊接背景，而Wayland團(tuán)隊(duì)則來(lái)自半導(dǎo)體行業(yè)的光刻技術(shù)領(lǐng)域。半導(dǎo)體晶圓廠對(duì)客戶的要求很高，比如很高的機(jī)器可用性、無(wú)與倫比的精度和準(zhǔn)確性以及對(duì)細(xì)節(jié)的癡迷。這些類似于關(guān)航空航天、醫(yī)療和汽車行業(yè)對(duì)生產(chǎn)設(shè)施的要求，但市場(chǎng)上的AM機(jī)器大多無(wú)法做到。

參考閱讀：

1．英國(guó)Wayland Additive將于2021年推出電子束金屬3D打印機(jī)

2． WAYLAND ADDITIVE LAUNCHES CALIBUR3 METAL ADDITIVEMANUFACTURING SYSTEM

3． NeuBeam