ORNL(橡树岭国家实验室)的EBM研究人员发现金属增材制造的最大潜力

每一天,在世界范围内有成百上千的的金属零部件通过增材制造的方法加工出来。材料更轻,更便宜,更适合一系列的环境变化,如温度和压力的变化,金属加工典型的增材制造技术是电子束熔炼制造(EBM)。当谈到在医疗、航空航天和能源领域的各种应用的未来增材制造前景一定是光明的,这些技术使新的创新产品和设计变为可能。最近,美国能源部橡树岭国家实验室(ORNL)使用Arcam EBM系统进一步验证了这类技术的巨大发展空间。

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在橡树岭国家实验室的研究人员以及科学家用Arcam EBM系统增材制造铅合金零件,“我们现在可以控制材料特性,这将改变金属部件的未来,” 研究人员说,“这个新的制造方法,需要我们从被动的反应设计变成主动设计。我们可以生产更致密的金属零件,并且更轻。可以使得交通运输和能源生产更节能,例如应用到汽车和风力涡轮机轻量化。”

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用镍基合金打印金属零部件允许团队控制打印各种元素,成功修改金属部分凝固纹理。研究人员形容为“金属增才制造的突破性进展”,通过控制工艺和熔体的三维打印模型,在微观尺度上,他们可以决定金属的晶粒取向。

对于那些不熟悉EBM技术,它与选择性激光烧结类似,将高速电子束流的动能转换为热能作为热源来进行金属熔炼的一种真空熔炼方法。在高真空条件下,阴极由于高压电场的作用被加热而发射出电子,电子汇集成束,电子束在加速电压的作用下,以极高的速度向阳极运动,穿过阳极后,在聚焦线圈和偏转线圈的作用下,准确地轰击到结晶器内的底锭和物料上,使底锭被熔化形成熔池,物料也不断地被熔化滴落到熔池内,从而实现熔炼过程,这就是电子束熔炼原理。

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