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电子束金属3D打印机大卖,Wayland Additive宣布扩大生产规模

 南极熊3d打印 2022-09-24 发布于北京

2022年9月21日,南极熊获悉,金属增材制造(AM)平台的原始设备制造商(OEM)Wayland Additive宣布:截至目前,他们公司已经成功完成了本年度计划中生产规模的扩大。这其中包括Wayland在上个月首次交付的旗舰Calibur3机器,这款机器在去年年初出售给加拿大能源工程咨询公司Exergy Solutions。

Wayland Additive公司的Calibur3机器。图片由 Wayland Additive 提供

Wayland在其位于英国哈德斯菲尔德的总部推出了其第一个商业系统 Calibur3,其构建体积为 300 x 300 x 450mm(代表机器名称中的“3”)。该打印机自然采用 Wayland 的 NeuBeam 工艺,与现有的 E-PBF 技术相比具有潜在的重大进步。这包括中和其他 E-PBF 系统中发生的电荷积累,从而产生比激光 PBF 更高的稳定性和灵活性。反过来,Calibre3 可以使用更广泛的材料进行 3D 打印。

具体而言,Calibur3所依赖的专有NeuBeam技术是一种电子束熔化(EBM)增材制造技术。与竞争对手相比,Wayland的EBM的主要好处是,前者只加热正在打印的粉末,而不是整个粉末床。这就避免了制造过程中与打印部件本身一起产生 "烧结饼",从而大大简化了后期处理阶段。

Wayland今年在人力和运营空间方面都有所增长,增加了人员以配合其不断增长的总部。后者包括一个新的生产设施,以及为计划中的研发中心获得的土地。

在一份关于公司在2022年的进展和对2023年持有乐观态度的新闻稿中,Wayland增材公司的首席执行官Will Richardson评论说:"新的生产设施投入使用,可以满足该企业获得的Calibur3的订单。大幅扩大的空间支持了一条生产线,将确保满足所有的订单。"

Wayland公司的业务发展总监PeterHansford解释说:"Calibur3的工作温度范围是这个行业的许多人所不习惯的。这意味着我们可以加工更广泛的金属材料,包括高碳钢,而且开发时间更快,这对我们的客户来说是一个巨大的收获。"

△Calibur3内部的打印过程。图片由 Wayland Additive 提供。

关于NeuBeam技术有助于加快金属材料的开发时间,这是Wayland最常吹捧的卖点之一。据该公司称,NeuBeam的速度优势使Calibur3能够在短短六个月内完成金属材料的认证,比SLS应用通常需要的两年时间快四倍。

TCTMagazine最近对该公司所做的介绍中,Wayland声称其计划在今年剩下的时间里再建造六台Calibur3机器,此外该公司已经建造了三台,还有一台计划安装在工程咨询公司EWI的布法罗制造厂。EWI和Wayland合作,努力在美国寻找可以使用Calbur3的政府和商业项目。

明年,Wayland公司计划制造12个Calibur3平台,并且,所有的人都声称,其积压的订单总额约为5000万英镑(目前约为5700万美元)。该公司认为医疗、石油和天然气、发电和军事都是坚实的潜在客户群,这与金属增材制造的全面应用基本一致。

随着金属增材制造市场规模的不断扩大,看看英国的情况如何,将是非常有趣的。特别值得注意的是,以英国和美国东北部的金属增材制造市场之间的联系为中心可能出现新的贸易关系。鉴于英国脱欧的影响,加上欧洲大陆日益脆弱的局势,英国似乎不可避免地会继续越来越依赖美国作为贸易伙伴。

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。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。

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。

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