Electron Beam Melting (EBM):snel 3D-printen van metaal met CNC-kwaliteit

Metaal 3D-printen heeft de manier veranderd waarop complexe metalen gereedschappen en onderdelen worden gemaakt. Elektronenbundelsmelten, of EBM, is een goed alternatief voor CNC-bewerking en metaalgieten vanwege het vermogen om onderdelen te printen met de duurzaamheid en sterkte van metalen, maar met de snelheden van 3D-printen.

EBM is een poederbedfusieproces vergelijkbaar met SLM (selectief lasersmelten) en SLS (selectief lasersinteren), waarbij elke dunne laag metaalpoeder op een verwarmd bed wordt afgezet en vervolgens op zijn plaats wordt gesmolten of gesinterd. EBM verschilt echter van deze processen doordat de energiebron die het poeder laat samensmelten een elektronenbundel is in plaats van een laserstraal, en het proces plaatsvindt onder vacuüm in plaats van bij atmosferische druk. Chroom-kobalt- en titaniumlegeringen zijn twee van de meest gebruikte materialen bij EBM 3D-printen.

De geschiedenis van het smelten van elektronenstralen gaat terug tot 1993, toen de principes ervan voor het eerst werden gepatenteerd door het bedrijf Arcam in samenwerking met de Chalmers University of Technology in Göteborg, Zweden. Hun doel was om laag voor laag 3D-objecten te creëren door elektrisch geleidende metaalpoeders te smelten met een elektronenbundel. In 1997 werd Arcam gereorganiseerd tot Arcam AB, dat het EBM 3D-printproces bleef ontwikkelen en commercialiseren.

In dit artikel duiken we dieper in het smelten van elektronenstralen en bespreken we alles, van wat het is, tot de voor- en nadelen ervan, en de overeenkomsten en verschillen met andere 3D-printprocessen.

Wat is elektronenbundelsmelten (EBM)?

Elektronenbundelsmelten is een 3D-printproces waarbij elektrisch geleidende metaalpoeders en elektronenbundels worden gebruikt om onderdelen laag voor laag te produceren. Om het proces te laten werken, moet er in de printkamer een vacuüm van ongeveer 0,0001 mbar worden gecreëerd. Bij afwezigheid van een vacuüm botsen hoogenergetische elektronen vaker met gasmoleculen, waardoor de straal wordt beroofd van de energie die deze nodig heeft om het printproces te voltooien. Zodra er een vacuüm is bereikt, wordt het bouwplatform verwarmd tot extreem hoge temperaturen (ongeveer 600-1000 ℃) en wordt het metaalpoeder nauwkeurig afgezet om de huidige dwarsdoorsnedelaag van het te printen onderdeel te vormen. Op dat moment beweegt de elektronenstraal nauwgezet over het bouwplatform en gebruikt nog hogere temperaturen om de nieuwe poederlaag selectief te smelten en te versmelten met de eerder geprinte lagen. Zodra een laag is voltooid, daalt het bouwplatform met een hoeveelheid die gelijk is aan één laag. Dit proces herhaalt zich totdat het hele onderdeel is afgedrukt.

Schema voor het smelten van elektronenbundels

Wat is de geschiedenis van EBM-printen?

Elektronenbundeltechnologie dateert uit 1869 toen Johann Wilhelm Hittorf en William Crookes experimenteerden met kathodestralen (een andere term voor elektronenbundels) in gassen om metalen te smelten. Hun experimenten leidden tot een groot aantal ontdekkingen. Het duurde echter tot 1952 voordat Dr. h.c. Karl-Heinz Steigerwald ontwikkelde de eerste praktische elektronenbundelprocessen voor commercieel gebruik. Op dat moment werden elektronenbundels vooral gebruikt voor lastoepassingen. Ruim veertig jaar later, in 1993, werden de principes en theorie van EBM voor het eerst gepatenteerd door het Zweedse bedrijf Arcam. Dit werd mogelijk gemaakt door samenwerking met de Chalmers University of Technology in Göteborg, Zweden. In 1997 werd het bedrijf gereorganiseerd in Arcam AB terwijl ze het EBM 3D-printproces bleven ontwikkelen en commercialiseren. Arcam AB werd in 2016 door GE overgenomen en geïntegreerd in GE Additive.

Wat is het doel van het smelten van elektronenbundels?

Het doel van het elektronenbundelsmelten is het vervaardigen van metalen onderdelen door middel van 3D-printen (additive manufacturing). Preciezer gezegd, elektronenbundelsmelten is een methode voor het opbouwen van een metalen component door specifieke materiaalpatronen laag voor laag samen te smelten. Er zijn veel verschillende benaderingen van additieve productie, maar het doel van EBM is specifiek om metalen met een hoog smeltpunt te fabriceren. De toepassing ervan ligt voornamelijk in het construeren van complexe en ingewikkelde onderdelen voor de lucht- en ruimtevaart- en medische sector.

Wat is het belang van het smelten van elektronenbundels?

Het belang van het smelten met elektronenstralen is dat het het gebruik van metalen zoals titanium en hooggelegeerd gereedschapsstaal in 3D-printtoepassingen mogelijk maakt. EBM opent daarom nieuwe mogelijkheden voor componenten die kunnen worden gefabriceerd. Met additieve productie kunnen geometrieën worden geconstrueerd die voorheen onmogelijk waren, met name onderdelen met complexe interne onderdelen. Een van de voordelen hiervan is dat meerdere componenten als één enkel onderdeel kunnen worden vervaardigd met behulp van additieve productie, waardoor de montage wordt vereenvoudigd. Additieve productie is echter vooral ontwikkeld met thermoplastische materialen, omdat deze relatief goedkoop zijn en lage smeltpunten hebben. Dit beperkt de nuttige toepassing van 3D-geprinte onderdelen ernstig. Het belang van het smelten met elektronenstralen is dat het 3D-geprinte onderdelen kan vervaardigen uit metalen zoals titanium- en nikkellegeringen. Metalen met een hoog smeltpunt, met hun sterkte, biocompatibiliteit en corrosieweerstand, openen een scala aan toepassingen die kunnen profiteren van additieve productie.

Hoe verschilt het smelten van elektronenbundels van traditionele productiemethoden?

Het smelten van elektronenstralen verschilt van traditionele productiemethoden omdat het een methode van additieve productie is. Dit betekent dat EBM wordt gebruikt om te fabriceren door achtereenvolgens materiaal (in een specifiek patroon) toe te voegen aan het te bouwen onderdeel. Dit verschilt fundamenteel van traditionele productiemethoden, die ofwel beginnen met een blok metaal en materiaal verwijderen om hun uiteindelijke vorm te bereiken (dat wil zeggen frezen en machinaal bewerken) of mallen gebruiken om gesmolten metaal in een bepaalde, vooraf bepaalde vorm te gieten. Deze methoden hebben doorgaans een lage materiaalefficiëntie (een hoog percentage herverwerkt materiaal) en hebben een lange doorlooptijd met bijbehorende gereedschapskosten. Met EBM kan een onderdeel direct vanuit een digitaal ontwerp worden vervaardigd, en zonder materiaalverspilling. Het is echter nog een jonge technologie, waardoor apparatuur en materialen nog relatief duur zijn. Deze kosten zullen naar verwachting dalen naarmate de technologie volwassener wordt.

Waar wordt het smelten van elektronenstralen voor gebruikt?

Elektronenbundelsmeltend 3D-printen wordt gebruikt voor de productie van kleine batches en proof-of-concept-verificatie van onderdelen met complexe geometrieën. EBM-systemen en de voor het printen gebruikte poeders zijn duur, daarom wordt het proces zelden gebruikt voor massaproductie. EBM produceert hoogwaardige metalen onderdelen, die vooral worden gebruikt in de lucht- en ruimtevaart-, motorsport- en medische industrie. EBM-geprinte onderdelen worden gebruikt in hoogwaardige onderdelen zoals turbinebladen, motoronderdelen, medische implantaten en prothesen.

Waarmee lijkt het smelten van elektronenstralen op elkaar?

Het smelten van elektronenstralen is vergelijkbaar met andere 3D-printprocessen met poederbedfusie, zoals selectief lasersmelten (SLM)  en selectief lasersinteren (SLS). EBM maakt gebruik van een elektronenbundel om metaalpoeders selectief te smelten en samen te smelten om onderdelen laag voor laag te vormen. Bij SLM smelt en smelt een laser metaalpoeders selectief op een verwarmd bouwplatform. SLS is een vrijwel identiek proces; polymere poeders in plaats van metaalpoeders worden echter selectief gesinterd en gesmolten door een laser.

EBM verschilt van deze twee processen door het gebruik van een elektronenstraal om onderdelen te maken in plaats van een laser, de behoefte aan een vacuüm waarin onderdelen kunnen worden geprint, en de behoefte aan hogere bouwplatformtemperaturen.

Hoe werkt het smelten van elektronenstralen?

EBM 3D-printen wordt mogelijk gemaakt door een wolfraamgloeidraad die in een vacuüm wordt verwarmd om de elektronenstraal te creëren. Zodra het vacuüm is bereikt, wordt de straal gecreëerd en worden metaalpoeders op de bouwplaat afgezet, waarna het printen kan beginnen. De stappen bij het produceren van een EBM 3D-geprint onderdeel worden hieronder beschreven:

1. Metaalpoeder wordt op het bouwplatform aangebracht om de huidige dwarsdoorsnedelaag van het te printen onderdeel te vormen.
2. De kamerdruk in de 3D-printer wordt verlaagd tot ongeveer 0,0001 mbar.
3. Wanneer het vereiste vacuümniveau is bereikt, wordt de elektronenstraal ingeschakeld en wordt het hele bouwplatform verwarmd tot de vereiste temperatuur (600-1000℃).
4. Zodra het bouwplatform is verwarmd, beweegt de elektronenstraal nauwkeurig naar het bouwplatform om de metaalpoederdeeltjes bij nog hogere temperaturen te smelten en samen te smelten.
5. Wanneer één laag voltooid is, zakt het bouwplatform naar beneden met een hoogte gelijk aan één laag.
6. Er wordt een nieuwe laag poeder aangebracht en het proces herhaalt zich totdat het hele onderdeel is afgedrukt.
7. Onderdelen moeten afkoelen (vaak 's nachts) voordat ze uit de printer worden verwijderd.
8. Nadat de onderdelen zijn afgekoeld, moeten resterend halfgesinterd poeder en ondersteunende structuren worden verwijderd.

Wat zijn de belangrijkste componenten van een elektronenbundelsmeltmachine?

Hieronder volgen de belangrijkste componenten van een elektronenbundelsmeltmachine:

1. Elektronenstraalkanon: Dit is de energiebron voor het smelten. De straal is gemaakt van een wolfraamgloeidraad, maar het pistool bevat ook focusserings- en afbuigspoelen om de straal naar precieze locaties in het bouwgebied te leiden om te smelten.
2. Vacuüm(bouw)kamer: Het productieproces vindt plaats in de vacuümkamer, waarin een vacuüm wordt gehandhaafd om oxidatie van het materiaal te voorkomen.
3. Poederhopper: Het poedervormige materiaal wordt in een poedertrechter vastgehouden, van waaruit het wordt gedoseerd om te smelten.
4. Poederroller: De poederroller beweegt over het bouwoppervlak om een laag poeder gelijkmatig te verspreiden. De roller beweegt daarom over het bouwgebied nadat elke laag is gesmolten, ter voorbereiding op het smelten van de volgende laag.
5. Bouwplatform: Het bouwplatform is de ondersteuning voor het opeenvolgende gebouwde onderdeel. Het platform daalt in kleine stapjes, zodat de bovenste rand van het onderdeel op de juiste hoogte komt voor de volgende te vormen poederlaag.

Hoe nauwkeurig smelt de elektronenbundel?

EBM-printen is over het algemeen minder nauwkeurig dan SLM-printen. Dit komt omdat bij SLM de gebruikte metaalpoeders doorgaans fijner zijn en de bouwlagen doorgaans dunner zijn dan bij EBM. De dikkere lagen in EBM-geprinte onderdelen kunnen resulteren in ruwere oppervlakteafwerkingen. Daarom kan nabewerking nodig zijn voor met EBM geprinte onderdelen om de gewenste toleranties en oppervlakteafwerkingen te verkrijgen.

Welke materialen kunnen worden gebruikt bij het smelten van elektronenbundels?

Slechts een beperkt aantal metalen kan in EBM worden gebruikt. Titanium- en chroom-kobaltlegeringen zijn twee veelgebruikte materialen. Bepaalde staalpoeders en Inconel 718 kunnen ook worden gebruikt. Omdat bij 3D-printen met elektronenstralen elektrisch geleidende materialen nodig zijn om onderdelen te bouwen, kunnen polymere en keramische materialen niet worden gebruikt.

Kan het smelten van elektronenstralen worden gebruikt op kunststoffen?

Nee, het smelten met elektronenstralen kan niet worden gebruikt op plastic materialen. De overgrote meerderheid van de kunststoffen kan geen elektriciteit geleiden en kan daarom geen elektronenbundel aantrekken. Bovendien overschrijden de temperaturen die worden bereikt bij het smelten van elektronenstralen het smeltpunt van de meeste kunststoffen ruimschoots, wat verkoling zou veroorzaken in plaats van smelten.

Kan het smelten van elektronenstralen worden gebruikt op keramiek?

Nee, het smelten met elektronenstralen kan niet worden gebruikt op typisch keramiek. Om de elektronenbundel aan te trekken, moet het materiaal dat de bundel ontvangt elektrisch geleidend zijn. Dit beperkt de technologie over het algemeen tot metalen materialen, en de meeste keramiek is niet elektrisch geleidend. Hoewel sommige technische keramiek geleidend is, is geen van deze momenteel ontwikkeld voor gebruik met EBM. 

Wat zijn de voordelen van Electron Beam Melting Printing?

De voordelen van EBM 3D-printen zijn:

1. EBM print onderdelen met een hoge dichtheid en goede mechanische eigenschappen.
2. EBM kan brosse onderdelen printen die anders niet met SLM-printen zouden kunnen worden geproduceerd vanwege de hogere printtemperaturen in EBM.
3. Ongebruikt poeder kan worden gerecycled en gebruikt in latere printopdrachten, waardoor afval effectief wordt geminimaliseerd en de kosten worden verlaagd.
4. De elektronenstralen die bij EBM worden gebruikt, zijn krachtiger dan de laserstralen die bij SLM worden gebruikt, omdat het gebruik van een vacuüm ervoor zorgt dat geen vreemde moleculen het afdrukken kunnen verstoren. Dit hogere energieniveau leidt tot hogere printsnelheden voor EBM in vergelijking met SLM.
5. EBM kan onderdelen van hoge kwaliteit produceren die vergelijkbaar zijn met traditionele productiemethoden zoals gieten of CNC-bewerking.

Wat zijn de nadelen van printen met elektronenbundelsmelting?

De nadelen van EBM 3D-printen zijn:

1. EBM kan een uitzonderlijk duur proces zijn vanwege de elektronenbundeltechnologie en de gebruikte metaalpoeders.
2. Slechts een beperkte groep metalen kan worden geprint met het EBM-proces.
3. EBM-geprinte onderdelen hebben doorgaans een lagere maatnauwkeurigheid vergeleken met SLM-geprinte onderdelen vanwege het verschil in poederdeeltjesgrootte en geprinte laaghoogte.

Met welke uitdagingen wordt Electron Beam Melting geconfronteerd?

EBM is een zeer opwindende en veelbelovende productiemethode. Er zijn echter verschillende beperkingen aan de huidige technologie, die het gebruik ervan beperken. Ten eerste is EBM alleen goedgekeurd voor gebruik met een beperkt aantal materialen. Meer poedervormige materialen en kwaliteiten die geschikt zijn voor gebruik met EBM zullen het mogelijk maken een bredere markt te bedienen. 

Een andere beperking van de technologie is dat er gebruik wordt gemaakt van vrij complexe apparatuur. De manier waarop het poedervormige materiaal in de machine wordt verwerkt en gelijkmatig over het bouwoppervlak wordt verspreid over honderden lagen, vereist ingewikkelder machines dan andere vormen van additieve productie. De elektronenbundel zelf is ook een complexe energiebron.

Deze aspecten vormen samen een andere beperking van EBM:het is nog steeds een dure fabricagetechniek. Het heeft daarom een beperkter aantal kosteneffectieve gebruiksscenario's, zoals hoogwaardige of op maat gemaakte componenten.

Wat is de processtroom bij het vervaardigen van een onderdeel met behulp van elektronenbundelsmelten?

De eerste stap bij de productie met behulp van het smeltproces met elektronenstralen is het verkrijgen van een elektronisch 3D-model. Dit model wordt vervolgens verwerkt door middel van ‘slicing’-software, om de 3D-component in afzonderlijke lagen te verkleinen, die één voor één kunnen worden afgedrukt. Het gesneden 3D-bestand wordt vervolgens naar de EBM-machine gestuurd.

Bij de machine bestaat het eerste deel van het proces uit het laden van het poedervormige materiaal waarmee het moet worden vervaardigd. De machine creëert dan een vacuüm in de bouwkamer. Dit vacuüm is nodig om ervoor te zorgen dat de elektronen in de elektronenbundel geen interactie aangaan met gasdeeltjes en om ervoor te zorgen dat het smeltende metaal niet oxideert. 

Zodra de productie begint, wordt een dunne laag poeder over het bouwgebied verspreid. Dit poeder wordt eerst voorverwarmd en vervolgens wordt de elektronenbundel gebruikt om het poeder samen te smelten. De elektronenbundel volgt een specifiek pad om het poeder alleen te laten smelten in de gebieden die nodig zijn om die laag van het te bouwen onderdeel te laten stollen. Zodra de laag voltooid is, wordt de bouwplaat (en het onderdeel) marginaal neergelaten en wordt er een nieuwe laag vers poeder overheen verspreid. Dit poeder wordt voorverwarmd en vervolgens door de elektronenstraal gesmolten om de volgende laag te creëren. Zodra het onderdeel volledig laag voor laag is vervaardigd, wordt het uit de bouwkamer verwijderd en wordt het overtollige, niet-gesmolten poeder verwijderd.

Wat zijn de temperaturen die nodig zijn voor EBM?

Het fusiegedeelte van het EBM 3D-printproces kan temperaturen van meer dan 2000℃ vereisen om de materialen met een hoog smeltpunt te laten samensmelten die doorgaans worden gebruikt in EBM-printprojecten, zoals titanium. Wolfraamlegeringen kunnen smelten vereisen bij meer dan 3000℃.

Zelfs de voorverwarmingsfase van EBM-printen vereist verwarming van het bouwplatform tot 600-1000℃. Het voorverwarmen van het bouwplatform tot een hoge temperatuur minimaliseert restspanningen in het geprinte onderdeel, wat resulteert in betere mechanische eigenschappen. Een hogere temperatuur van het bouwplatform vereist echter voldoende ondersteuning om te voorkomen dat overhangen kromtrekken.

Ondersteuningen helpen de warmte weg te leiden van het onderdeel en naar het bouwplatform, waardoor de thermische spanningen in het hele onderdeel effectief worden verminderd.

Waarom wordt het EBM-proces in een vacuüm uitgevoerd?

Het EBM-proces wordt uitgevoerd in een vacuüm om restspanningen in geprinte onderdelen te verminderen en om oxidatie op geprinte onderdelen als gevolg van hogere temperaturen te voorkomen. Als er geen vacuüm aanwezig is, kunnen elektronen in de straal botsen met moleculen die in de lucht aanwezig zijn.
Hierdoor zullen elektronen vaker in botsing komen met gasmoleculen, waardoor de straal wordt beroofd van de energie die deze nodig heeft om het printproces te voltooien.
In de normale praktijk kan het verwarmen van metalen op hoge temperaturen, zoals die bij EBM-printen, leiden tot verhoogde oxidatie, waardoor het eindproduct bros wordt. Bij EBM elimineert het printen in een vacuümkamer echter vrijwel de oxidatie en het gebrek aan ductiliteit en taaiheid dat dit kan veroorzaken.

Welke soorten producten worden gewoonlijk vervaardigd met behulp van elektronenstraalsmelten?

Het smelten van elektronenstralen wordt vaak gebruikt om metalen producten te vervaardigen voor gespecialiseerde toepassingen, zoals turbinebladen voor straalmotoren of op maat gemaakte turbocompressorcomponenten voor de autosport. Dit soort producten worden op deze manier vervaardigd omdat ze kunnen profiteren van de mogelijkheden van EBM om complexe onderdelen te vervaardigen met materialen die niet geschikt zijn voor typisch gietwerk. EBM wordt ook gebruikt voor het 3D-printen van op maat gemaakte titanium (biocompatibele) componenten die worden gebruikt voor implantaten en prothesen in de medische industrie.

Welke industrieën maken voornamelijk gebruik van elektronenbundelsmelttechnologie?

Elektronenbundelsmelttechnologie wordt doorgaans gebruikt in industrieën die gespecialiseerde, hoogwaardige componenten vereisen, zoals:

1. Lucht- en ruimtevaart: EBM wordt gebruikt om turbinebladen te bouwen voor straalmotoren en andere kritische componenten in de lucht- en ruimtevaartindustrie.
2. Medisch: Titaniumimplantaten worden door EBM vervaardigd voor de medische industrie, vanwege het vermogen van additieve productie om aangepaste geometrieën te maken die geschikt zijn voor individuele patiënten.
3. Auto- en motorsport: Op maat gemaakte hoogwaardige onderdelen worden vervaardigd uit metalen met behulp van EBM, samen met een sneller ontwikkelingstijdsbestek dan traditionele productiemethoden.

Wat zijn de toepassingen van het smelten van elektronenbundels?

Toepassingen voor het smelten van elektronenbundels richten zich op gespecialiseerde onderdelen die zijn vervaardigd uit hoogwaardige metalen zoals titanium- of nikkellegeringen. Toepassingen van EBM vinden daarom voornamelijk plaats in de lucht- en ruimtevaartindustrie voor bijvoorbeeld turbinebladen van straalmotoren, of in de autosportindustrie voor op maat gemaakte turbocompressorcomponenten. Het feit dat titanium (dat biocompatibel is) door EBM 3D-geprint kan worden, betekent ook dat het toepassingen heeft op medisch gebied, met name in de orthopedie voor prothesen zoals vervangende heupgewrichten.

Welke impact heeft het smelten van elektronenbundels op de lucht- en ruimtevaartindustrie gehad?

De productie van elektronenbundels heeft een impact gehad op de lucht- en ruimtevaartindustrie doordat nieuwe, lichtere componenten met nieuwe materialen kunnen worden vervaardigd. Het productieproces van EBM verschilt fundamenteel van het traditionele gietproces. Door componenten laag voor laag te bouwen, kunnen verschillende geometrieën worden gebouwd en kunnen verschillende materialen (zoals titaniumaluminide) worden gebruikt. Een voorbeeld is de mogelijkheid om lichtere turbinebladen voor straalmotoren te maken, die door het lagere gewicht vervolgens brandstofbesparing opleveren. EBM maakt het ook mogelijk om wijzigingen aan te brengen in het ontwerp tussen eenheden, waartoe gieten niet in staat is.

Zijn er medische toepassingen voor Electron Beam Melting (EBM)-technologie?

Ja, er zijn medische toepassingen voor het smelten van elektronenstralen. Titaniumlegeringen zijn een veelgebruikt materiaal dat wordt gebruikt in EBM, en titanium wordt ook veel gebruikt voor medische implantaten vanwege de biocompatibiliteit en sterkte ervan. EBM wordt vooral toegepast binnen de orthopedie, waar 3D-geprinte onderdelen zoals heupgewrichten veel voorkomen.

Wordt Electron Beam Melting (EBM) gebruikt bij de productie van motoronderdelen?

Ja, het smelten met elektronenstralen wordt gebruikt bij de productie van motoronderdelen in de auto-industrie. Vanwege de kosten van een onderdeel dat met EBM is vervaardigd, is het gebruik ervan beperkt tot gespecialiseerde, hoogwaardige onderdelen, zoals op maat gemaakte turbocompressoren. EBM wordt vaker gebruikt in de lucht- en ruimtevaartindustrie om onderdelen voor straalmotoren te vervaardigen, zoals turbinebladen.

Wat is het verschil tussen EBM en SLM 3D-printen?

SLM (selectief lasersmelten) is een LPBF-proces (laserpoederbedfusie). De naam “SLS” was oorspronkelijk een handelsmerk van SLM Solutions (nu Nikon SLM Solutions Group AG), maar wordt vaak gebruikt als algemene term voor metalen LPBF-systemen.

De verschillen tussen EBM en SLM 3D-printen zijn:

1. EBM gebruikt elektronen om poeders te smelten, terwijl SLM fotonen van een laser gebruikt om metaalpoeders te smelten.
2. EBM heeft een vacuüm nodig om onderdelen te printen, terwijl SLM onderdelen print met een inert gas bij bijna atmosferische druk.
3. EBM verwerkt voornamelijk titanium, kobalt-chroom en sommige superlegeringen op nikkelbasis, terwijl SLM een breder scala aan metalen ondersteunt, waaronder roestvrij staal, aluminium en koper.
4. EBM print onderdelen over het algemeen met een lagere maatnauwkeurigheid en een ruwer oppervlak dan SLM vanwege de grotere poederdeeltjesgrootte en de vereiste printlaaghoogtes.
5. EBM is duurder dan SLM vanwege de EBM-technologie en metaalpoeders die worden gebruikt.

Wat is het verschil tussen EBM en DMLS 3D-printen?

DMLS (Direct Metal Laser Sintering) is vrijwel identiek aan SLM 3D-printen. De naam DMLS is een handelsmerk van EOS GmbH. Ondanks het gebruik van het woord 'sinteren' smelt het proces deeltjes feitelijk samen in plaats van ze te sinteren.

Afgezien van enkele verschillen in printparameters tussen SLS en DMLS, zijn het in wezen dezelfde technologieën.

De verschillen tussen EBM en DMLS zijn daarom vrijwel gelijk aan die tussen EBM en DMLS.

1. EBM gebruikt een elektronenbundel met hoge energie om metaalpoeders te smelten, terwijl DMLS een krachtige laser gebruikt om hetzelfde proces te bereiken.
2. EBM werkt in een vacuümomgeving, terwijl DMLS functioneert in een atmosfeer van inert gas (zoals argon of stikstof) bij bijna atmosferische druk.
3. EBM wordt voornamelijk gebruikt voor materialen zoals titanium, kobaltchroom en bepaalde superlegeringen op nikkelbasis, terwijl DMLS een grotere verscheidenheid aan metalen herbergt, waaronder roestvrij staal, aluminium, gereedschapsstaal en titanium.
4. EBM biedt doorgaans een lagere dimensionale precisie dan DMLS vanwege grotere poederdeeltjes en dikkere printlagen, wat resulteert in ruwere oppervlakteafwerkingen.
5. EBM-machines zijn over het algemeen duurder, hoewel de werkelijke kosten variëren op basis van de beoogde toepassing, materiaalkeuzes en productiebehoeften.

Samenvatting

Dit artikel vatte de Electron Beam Melting (EBM) 3D-printtechnologie samen, inclusief hoe deze werkt, de voordelen ervan, de materialen en hoe deze zich verhoudt tot andere 3D-printprocessen. Neem contact op met een Xometry-vertegenwoordiger voor meer informatie over 3D-printen met elektronenbundelsmelting en hoe u dit op uw projecten kunt toepassen.

Xometry biedt een breed scala aan productiemogelijkheden, waaronder 3D-printen en andere diensten met toegevoegde waarde voor al uw prototyping- en productiebehoeften. Bezoek onze website voor meer informatie of vraag een gratis en vrijblijvende offerte aan.

Auteursrecht- en handelsmerkkennisgevingen

1. Inconel® is een geregistreerd handelsmerk van de Huntington Alloys-divisie van Special Metals Corp., Huntington, WV.

Disclaimer

De inhoud die op deze webpagina verschijnt, is uitsluitend voor informatieve doeleinden. Xometry geeft geen enkele verklaring of garantie van welke aard dan ook, expliciet of impliciet, met betrekking tot de nauwkeurigheid, volledigheid of geldigheid van de informatie. Eventuele prestatieparameters, geometrische toleranties, specifieke ontwerpkenmerken, kwaliteit en soorten materialen of processen mogen niet worden afgeleid als representatief voor wat externe leveranciers of fabrikanten via het netwerk van Xometry zullen leveren. Kopers die offertes voor onderdelen zoeken, zijn verantwoordelijk voor het definiëren van de specifieke vereisten voor die onderdelen. Raadpleeg onze algemene voorwaarden voor meer informatie.

Dean McClements

Dean McClements is afgestudeerd aan de B.Eng Honours in Werktuigbouwkunde en heeft meer dan twintig jaar ervaring in de productie-industrie. Zijn professionele carrière omvat belangrijke functies bij toonaangevende bedrijven zoals Caterpillar, Autodesk, Collins Aerospace en Hyster-Yale, waar hij een diep inzicht ontwikkelde in technische processen en innovaties.

Lees meer artikelen van Dean McClements