EBM vs. SLM: Belangrijkste verschillen, prestaties en materiaalvergelijking voor metalen 3D-printen

SLM (Selective Laser Melting) en EBM (Electron Beam Melting) zijn poederbed-fusie 3D-printtechnologieën. Een hoge-energiebundel wordt gebruikt om metaalpoeder laag voor laag te smelten om uiteindelijk een massief onderdeel te printen. SLM heeft betere nauwkeurigheid en resolutie dan EBM. EBM, aan de andere kant, kan sneller printen vergeleken met single-beam SLM-machines. Er bestaan echter SLM-machines met 12 hoge-vermogen lasers, die hun snelheid aanzienlijk verbeteren. EBM heeft een kleinere set mogelijke materialen, specifiek refractory en weerstandsmaterialen.

Dit artikel zal EBM vs. SLM vergelijken in termen van hun systeemcomplexiteit, materialen en printtechnologieën.

EBM Definitie en Vergelijking met SLM

EBM (Electron Beam Melting) is een poederbed-fusie 3D-printtechnologie die gebruikt wordt om metalen onderdelen te produceren. Arcam (later opgekocht door GE) ontwikkelde deze technologie in samenwerking met de Chalmers University of Technology in 1993. EBM smelt selectief een metaal- of metaallegeringspoeder met een hoge-energie elektronenbundel. Dit betekent dat in plaats van geënergieerde fotonen zoals in een laser, EBM gebruikmaakt van geënergieerde elektronen. De elektronenbundel traceert de doorsnede van een onderdellaag en smelt de metaaldeeltjes samen. Na elke laag die gesmolten is, beweegt het printbed naar beneden en wordt een nieuwe laag metaalpoeder aangebracht. Het EBM-printproces moet plaatsvinden in een vacuum om oxidatie van het onderdeel te voorkomen door de extreem hoge temperaturen gegenereerd door de machine.

EBM heeft een kleiner bereik aan materialen, specifiek refractory en weerstandsmaterialen. Vergeleken met EBM, vereist SLM een met inert gas gevulde kamer en kan nauwkeuriger printen.

Meer informatie in onze gids over Electron Beam Melting.

Voordelen van EBM ten opzichte van SLM

• EBM kan significant sneller printen dan SLM vergeleken met een single-beam SLM-machine. Dit is te wijten aan de bredere bundel gegenereerd door een elektronenbundel.
• EBM kan de elektronenbundel sturen met snelheden tot 8000 mm/s. SLM, aan de andere kant, napost de snelheid van EBM door meerdere bundels te gebruiken.

Nadelen van EBM ten opzichte van SLM

• EBM vereist een vacuumomgeving. Dit beperkt de grootte van onderdelen die gebouwd kunnen worden en voegt additionele complexiteit toe aan de machine.
• EBM heeft een kleiner bereik aan mogelijke materialen om te gebruiken vergeleken met SLM.

SLM Definitie en Vergelijking met EBM

SLM (Selective Laser Melting) is een poederbed-fusie 3D-printtechnologie gebruikt om metalen onderdelen te produceren. SLM werd voor het eerst uitgevonden in 1995 en gecommercialiseerd door SLM Solutions. SLM gebruikt een hoge-vermogen fiber laser om selectief een metaalpoeder te smelten. De laser creëert een vloeistofpool van metaal waar het contact maakt met het metaalpoeder. De laserbundel traceert de doorsnede van een onderdellaag en smelt de metaaldeeltjes samen. Na elke laag beweegt het printbed naar beneden en wordt een nieuwe laag metaalpoeder aangebracht. SLM gebruikt een bouwkamer gevuld met inert gas. SLM is zeer vergelijkbaar met EBM maar maakt gebruik van tot 12 hoge-vermogen lasers om het metaalpoeder te smelten in plaats daarvan. Het kan ook een verscheidenheid aan metalen en legeringen gebruiken.

Voordelen van SLM ten opzichte van EBM

• Met SLM kan de operator de bundelbreedte aanpassen om ofwel hoge snelheid of hoge precisie te favoriseren.
• SLM kan gebruikmaken van een breder bereik aan materialen vergeleken met EBM.

Nadelen van SLM ten opzichte van EBM

• SLM-onderdelen neigen ertoe hogere interne spanning te hebben dan EBM. SLM vereist vaak post-build warmtebehandeling om residuele spanningen te reduceren.
• Een single-beam SLM-machine print langzamer dan een EBM-machine.

Vergelijkingstabel tussen EBM en SLM

SLM-printers hebben betere laaghogte-resolutie dan EBM terwijl ze ook grotere bouvolumes hebben. EBM heeft een snellere bundelpositionering, wat betekent dat het hoge snelheden kan bereiken zonder de noodzaak voor meerdere bundels.

EBM vs. SLM: Technologievergelijking

Zowel EBM als SLM zijn poederbed-fusietechnologieën die gebruikmaken van een hoge-vermogenbundel om metaalpoeder te smelten. Echter, EBM gebruikt een bundel elektronen, terwijl SLM gebruikmaakt van meerdere hoge-vermogen fiber lasers.

EBM vs. SLM: Materiaalvergelijking

SLM kan een breed scala aan metalen printen, waaronder de meeste ijzer-, aluminium-, nikkel-, kobalt- en koper-gebaseerde legeringen. EBM, aan de andere kant, is geschikt voor een kleinere groep grondstoffen, waaronder Ti6AL4V (een titaniumlegering), Inconel® 718 (een nikkellegering) of CoCrMo (een kobaltlegering).

EBM vs. SLM: Producttoepassingen Vergelijking

EBM wordt wijd gebruikt in de luchtvaartindustrie om turbinebladen te produceren, en in het medisch veld om orthopedische implantaten te produceren. SLM wordt gebruikt om producten in deze zelfde industrieën te maken, maar vindt ook toepassingen in de automotive, bouw en juwelierindustrieën.

EBM vs. SLM: Printvolume Vergelijking

SLM heeft een iets groter beschikbaar bouvolume vergeleken met EBM. Dit betekent dat SLM grotere enkele onderdelen kan printen of onderdelen die meer geneste kleinere onderdelen kunnen bevatten. EBM-grootte is beperkt door de noodzaak om in een vacuumkamer te printen.

EBM vs. SLM: Oppervlakteafwerking Vergelijking

EBM heeft een iets slechtere oppervlakteafwerking vergeleken met SLM. Dit is te wijten aan EBM's bredere bundelbreedte wat een roughere uitstraling creëert tussen elke laag. Terwijl zowel SLM als EBM post-bewerking kunnen vereisen voor kritische gebieden, heeft EBM een merkbaar andere oppervlakteafwerking.

EBM vs. SLM: Kostenvergelijking

Gemiddeld kan een entry-level SLM-machine meer dan $350.000 kosten, terwijl een EBM-printer kan kosten van $100.000 tot $250.000.

Wederzijdse alternatieven voor EBM en SLM

• DMLS: DMLS (Direct Metal Laser Sintering) is een poederbed-fusieproces dat metaalpoeder samen smelt met een fiber laser, vergelijkbaar met SLM. Echter, DMLS heeft betere resolutie dan zowel EBM als SLM, en maakt doorgaans gebruik van meerdere lagere-energie lasers.

Overeenkomsten tussen EBM en SLM

1. Zowel EBM als SLM worden gebruikt om metalen onderdelen te printen.
2. Zowel EBM als SLM gebruiken energiebundels om het metaalpoeder in een eindonderdeel te smelten.

Andere vergelijkingen voor EBM naast SLM

• EBM vs. DED: DED (Directed-energy deposition) is een metalen printtechnologie die een metaaldraad voedt naar een printmond. Het metaal wordt dan gesmolten bij de mond en op het bouwplatform laag voor laag aangebracht, vergelijkbaar met FDM (Fused Deposition Modeling) printen. Dit produceert onderdelen met isotrope mechanische eigenschappen.

Andere vergelijkingen voor SLM naast EBM

• SLM vs. SLS: Selective laser sintering kan vergeleken worden met SLM aangezien beide technieken gebruikmaken van een laser om een poederachtig materiaal laag voor laag in een eindonderdeel te smelten. SLS kan echter alleen in plastic printen. Vroegere metalen printers sinterden de metaaldeeltjes alleen samen, omdat ze onmachtig waren een pool gesmolten metaal te creëren als moderne machines. Zie ons artikel over SLM vs. SLS voor meer informatie.

Samenvatting

Dit artikel vat de verschillen tussen EBM en SLM 3D-printtechnologieën samen.

Voor meer informatie over EBM vs. SLM en om de perfecte technologie voor je producten te selecteren, neem contact op met een Xometry-vertegenwoordiger.

Xometry biedt een volledig scala aan 3D-printdiensten voor jouw projectbehoeften. Bezoek onze Instant Quote Engine voor een gratis, niet-binderende offerte in minuten.

Copyright- en handelsmerkkennisgevingen

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

Disclaimer

De inhoud van deze webpagina is uitsluitend bedoeld voor informatieve doeleinden. Xometry geeft geen enkele garantie of waarborg, noch expliciet noch impliciet, wat de nauwkeurigheid, volledigheid of geldigheid van de informatie betreft. Prestatieparameters, geometrische toleranties, specifieke ontwerpkenmerken, kwaliteit en typen materialen of processen mogen niet worden geïnterpreteerd als representatief voor wat zal worden geleverd door derden via Xometry's netwerk. Klanten die offertes aanvragen zijn verantwoordelijk voor het definiëren van de specifieke eisen. Raadpleeg onze voorwaarden voor meer informatie.

Dean McClements

Dean McClements is een B.Eng Honors-afgestudeerde in Werktuigbouwkunde met meer dan twee decennia ervaring in de productie-industrie. Zijn professionele carrière omvat belangrijke rollen bij toonaangevende bedrijven zoals Caterpillar, Autodesk, Collins Aerospace en Hyster-Yale, waar hij een diep begrip ontwikkelde van engineeringprocessen en innovaties.

Lees meer artikelen van Dean McClements