NeuBeam金属添加过程Wayland Aditive消除了许多用户必须用工业金属应用在稳定性和弹性间游转权衡
伊恩·莱德勒、CTO、Wayland Aditive
添加床过程为需要实现全球产业环境经济目标的制造业带来了希望,并制定了相应的指南和规则。AM提供这方面的干扰能力,但用户接受速度比预期慢,因为实施困难一再浮出水面,传统生产技术胜出
AM与依赖制造系统与制造中产品素材交互作用的任何其他制造过程无异。系统与素材之间的交互作用应同时理解可重复并交付所需输出清晰一致地了解系统及原材料至关重要。流程拥有者必须把这两半组合起来以确保整体性
Wayland Aditive从用户角度理解这一需求并授权开发机器,允许用户完全、重复安全控制金属AM进程
要做到这一点,两件事情对机器架构至关重要:
-它必须向用户提供稳定平台(机器处理素材)。
系统还必须能有极大的弹性控制以适应广泛的用户应用
然而,稳定性和灵活性并非总能令人安心地对AM领域互为补充华兰Aditive操作 破解此屏障
聚焦eBiam
电子束物理进程适合AM电波数十年来一直用于精密焊接、扫描电子显微镜和半导体行业掩模制造和直接写纳米模式上电阻-每种应用都对技术提出自己的独特需求特征大小和过程能力是原材料(或电子显微镜样本)和机器联合函数AM不变
缺乏稳定性
华兰团队2015年首次评审添加过程时, 机器和输出都显示不稳定性,注意力转向PBF过程,即激光机和eBeam机运行时,系统层次和输出层次缺少局部复用性这是由于过程问题和现有机容量约束造成的。两种竞用能源都给用户带来挑战,
激光PBF进程余热压力、烟灰污染、低生产率、流程监测挑战、有限量和有限流程控制参数限制流程动态和用户可用的优化选项而这反过来又导致机器制造厂商和客户转向材料科学家开发专为AM进程开发新材料,以克服这些限制值得一提的是,大量钱正投入业界开发“宽恕”素材,以绕过激光PBF和传统eBeamPBF系统所介绍的问题。这可能是解决问题的一种方法,但依赖静态材料定向应用策略可能进一步增加AM成本火药生产者需要能够生产大容量以降低成本,而不是提供各种专家合金
EBEAM进程粉末充电问题-机器和材料联盟-意味着进程稳定性和广度受到损害
Wayland团队以电子波束系统背景审查最新技术并立即设置消除eBeam进程约束,相信过程物理从本质上更有利于AM方式如下:
电子波束向火药转移能量是一个动能过程
极快偏转速度可实现,因为没有镜像可操作
事件发生床很容易测量控制
电子源与火药床间没有光学表面污染并随时间恶化
过程可热运行并高于过程材料退火温度,结果产生免压分量加少后处理
过程在真空中发生,以便减少粉状沾染和氧化并延长粉状生命
过程内监控可使用光子电子检测器和系统
电人比光子有固有优势,即带电粒子,这意味着波束可快速偏转、聚焦并校正,不发生物理接触、散射或吸收然而,迄今为止,在AM方面,这也证明是一种不利条件。充量粒子发生隔热材料事件时,它们往往依存并积聚表面电荷eBeamAM过程发生时(电子加速潜力成千伏和金属粉层往往有隔热面氧化层),在火药床上大有潜力积聚,直到火药粒子由Coulomb推导反射并发生“烟雾事件”。万一发生,粒子自由飞入室内,构造暴力终止,有可能损及机器和构造快速积载电量并在整个构建过程管理以可靠完成构建
至今为止,人们所接受的克服问题之道是自构建伊始便淡化粉末,逐层并遍整个构建平台,结果最终产品嵌入需要爆破的嵌入块叠叠式粉末中寻找正确条件创建并维护可靠的相位进程可能具有挑战性,上文概述的电子波束进程物理方面的好处都用于实现进程,允许火药床可靠互接,而不是用于优化所生成部分的构建参数电子波束系统多控杆大都超出界点,因为只有有限和有限范围参数允许用户同时制作插头蛋糕和完全稠密部分
NeuBeam确保稳定性嵌入
电子波束和电荷粒子物理和工程知识集聚Wayland使我们不仅能够研究决定机器基本稳定性的方面:例如高压性能吸尘完整性和净性电磁屏蔽束偏转能力、偏转校正和噪声,但也限制进程问题(即限制进程问题)并开发系统向用户提供稳定但宽流程窗口,以开发跨材料广度的产品用户将不再走折中之线,而是加速稳定产品开发之路后一种实现方式是消除火药床电荷积聚,而无需预交火药,从而创建稳定过程,使电子波束能够探索/开发金属的物质特性并操纵熔化池内热变化速率
NeuBeam进程和Wayland系统自下而上设计并综合从半导体行业学习多年团队聆听金属AM平台用户的经验,并由此意识到,他们不需要发明新轮子,而是适应基于从另一个领域(半导体行业)硬取知识的现有先进能力通过这些专家与远程AM产业内幕者合并,开发机器和过程是可能的,因此机器和过程从头开始结对
NeuBeam进程为AM武库提供新能力
稳定性,并允许全程AM粉末尺寸使用,同时处理高于物料防火温度
干净性:激光系统不存在Soot问题,要求惰性气体交叉流以防止粉床沾染过程在真空中发生,这样粉末污染会减少,因此粉末可回收性会提高。电流释放火药床通过自由空间传送电源,与电波面无接触
快速电磁偏转系统可移动波束千米/秒快速偏转能力表示高波束功率可用,加速构建时间并确保对构建热特性有良好的控制
简单化:构建支持最小化,热应力不考虑火药可自由流出构建,只需微调去火药电线侵蚀用不着切开启动板后建热处理不需
效率高:构件热隔离环绕,因此需要少功率使部分温度高于退火温度
适应性新素材可快速开发过程内监控可实现近实时进程控制
稳定性往往以牺牲灵活性为代价实现,与Wayland机的灵活性齐头并进金属AM系统用户往往发现自身受限进程,几乎没有或完全没有弹性熔化参数锁定,材料处理主题受限,机器显示为黑盒,不开放检验和/或实验使用NeuBeam进程,我们打算证明不必如此
Wayland机器过程性能稳定表示eBeam控制参数宽度用户可访问此外,稳定运维线越远,流程优化越大。增加用户操作机器的广度当今年晚些时候启动第一台机器时, 我们准备为快速启动提供素材参数集, 然而, 我们还会鼓励用户熟悉机控参数, 实验,学习开发从而加强机器和过程之间的联想,这对快速产品开发、试产和高容量生产都非常重要。期间Wayland支持客户应用、流程和机器知识Wayland机器设计生产,但前端进程开发活动应使部件从研发向生产无缝转移。Wayland机器不显示为黑盒,但允许流程工程师拆包流程、合格输出并控制行程表
华兰进化
www.waylandadditive.com
写者 :
Ian Laidler物理工程师30年经验引导半导体和医疗行业高值资本设备复杂技术开发IBMX射线线扫描程序超导电子同步器超导质子回旋器为PET扫描器X光波束为世界第三代同步器电子束平面系统半导体和纳米技术产业在整个程序期间Ian负责协调高性能团队并交付到要求极高半导体平台环境,包括IBM、Hitachi、SEAGATE、Hoya、KERI、NIST等客户
文件基础:快速部件
