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使用金屬粉末進行高精度 3D 列印

真空支援製造和製程

工業 3D 列印越來越重要。金屬粉末也越來越多地用於積層製造(技術術語)。在其製造和製程中,關鍵製程步驟需要 Busch 真空泵浦。

真空可建立適用於材料純度的環境

金屬粉末通常使用 VIGA 製程(真空感應熔煉和惰性氣體霧化)製造。原始金屬在真空感應爐中熔化。真空可確保熔體脫氣,從而形成夾雜物少、純度高的金屬。Busch 提供各種真空技術,用於將熔爐抽空

隨後,液化材料在惰性氣體(例如氬氣)的高壓作用下被迫通過噴嘴。在此製程中會形成細小的球形液滴,這些液滴冷卻後會變成粉末顆粒。其球形形狀可保證粉末的流動性,並有助於後續處理。

粉末床中的精確度

目前已有多種方法可在 3D 列印中使用金屬。粉末床製程可實現最高精確度。在此製程中,組件在金屬粉末床(即帶可下降底板的容器)中透過精確施加厚度以微米計的金屬粉末層的方式逐層製造。

電腦控制的雷射或電子束會加熱細粒材料。通過對粉末顆粒進行精準熔煉製造按照 CAD 模型定義的組件。由鬆散的粉末形成堅固的結構。每完成一層後,底板便會下降。施加新的粉末,在前一層粉末之上再施加一層粉末。這樣就可以逐層建立工件。由於雷射和電子束精度高,通常不再需要後期加工。

防碰撞功能,確保穩定性

電子束由高速加速粒子組成,通過磁場被快速且精確地導向。真空可確保粒子從光束源到工件的過程中不與其他粒子碰撞。真空還可以用於穩定正在處理的工件。透過來自下方的吸力,對粉末顆粒施加固定力。這可防止在施加新粉末層時組件移動。

Busch 提供最適合粉末床製程的真空泵浦。
使用金屬材料的其他 3D 列印製程

粉末噴塗中,透過噴嘴將金屬粉末噴入雷射光束。金屬粉末被雷射熔化後,在受質上形成熔融小珠。通常,此製程與旋轉傾斜工作台一起使用。轉動並傾斜固定噴嘴下方的底座,即可獲得組件的形狀。

W-LMD(弧焊製程)中,不使用粉末,而是將金屬線材送入雷射光束中。金屬線材比金屬粉末更便宜,但製程不太精確。

弧焊製程(積層弧銲製造,WAAM)基本上是一種普通的焊接製程。焊縫由電腦控制,可連續構建成任意形狀。在此製程中,即使是大型工件也能相對便宜且快速地製作。然而,工件的尺寸精度相對較低,如果需要確定的表面品質,仍然必須進行後續加工。