EBM versus SLM:belangrijkste verschillen, prestaties en materiaalvergelijking voor 3D-printen met metaal

SLM (Selective Laser Melting) en EBM (Electron Beam Melting) zijn 3D-printtechnologieën met poederbedfusie. Een hoogenergetische straal wordt gebruikt om metaalpoeder laag voor laag te versmelten om uiteindelijk een solide component te printen. SLM heeft een betere nauwkeurigheid en resolutie dan EBM. EBM daarentegen kan sneller printen in vergelijking met SLM-machines met één straal. Er bestaan ​​echter SLM-machines met 12 krachtige lasers, die hun snelheid aanzienlijk verbeteren. EBM heeft een kleiner aantal mogelijke materialen, met name vuurvaste en resistente materialen.

In dit artikel worden EBM en SLM vergeleken op het gebied van systeemcomplexiteit, materialen en printtechnologieën.

EBM-definitie en vergelijking met SLM

EBM (Electron Beam Melting) is een 3D-printtechnologie met poederbedfusie die wordt gebruikt om metalen onderdelen te vervaardigen. Arcam (later opgekocht door GE) ontwikkelde deze technologie in 1993 in samenwerking met de Chalmers University of Technology. EBM smelt selectief een metaal- of metaallegeringspoeder met een hoogenergetische elektronendeeltjesbundel. Dit betekent dat EBM in plaats van geactiveerde fotonen zoals die in een laser, gebruik maakt van geactiveerde elektronen. De elektronenbundel traceert de dwarsdoorsnede van een deellaag en smelt de metaaldeeltjes samen. Nadat elke laag is gesmolten, beweegt het printbed naar beneden en wordt er nog een laag metaalpoeder aangebracht. Het EBM-printproces moet plaatsvinden in een vacuüm om oxidatie van het onderdeel als gevolg van de extreem hoge temperaturen die door de machine worden gegenereerd, te voorkomen. 

EBM heeft een kleiner assortiment materialen, met name vuurvaste en resistente materialen. Vergeleken met EBM heeft SLM een met inert gas gevulde kamer nodig en kan er nauwkeuriger worden afgedrukt.

Raadpleeg onze gids over het smelten van elektronenbundels voor meer informatie.

Wat zijn de voordelen van EBM vergeleken met SLM?

Hieronder vindt u enkele belangrijke voordelen van EBM versus SLM:

• EBM kan veel sneller afdrukken dan SLM in vergelijking met een SLM-machine met één straal. Dit komt door de bredere straal die wordt gegenereerd door een elektronenbundel.
• EBM kan de elektronenbundel richten met snelheden tot 8000 mm/s. SLM daarentegen bootst de snelheid van EBM na door gebruik te maken van meerdere bundels.

Wat zijn de nadelen van EBM vergeleken met SLM?

Hieronder vindt u enkele belangrijke nadelen van EBM versus SLM:

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

SLM-definitie en vergelijking met EBM

SLM (Selective Laser Melting) is een 3D-printtechnologie met poederbedfusie die wordt gebruikt om metalen onderdelen te vervaardigen. SLM werd voor het eerst uitgevonden in 1995 en werd op de markt gebracht door SLM-oplossingen. SLM maakt gebruik van een krachtige fiberlaser om selectief een metaalpoeder te smelten. De laser creëert overal waar hij in contact komt met het metaalpoeder een vloeibare plas metaal. De laserstraal traceert de dwarsdoorsnede van een deellaag en smelt de metaaldeeltjes samen. Na elke laag beweegt het printbed naar beneden en wordt er nog een laag metaalpoeder aangebracht. SLM maakt gebruik van een bouwkamer gevuld met inert gas. SLM lijkt sterk op EBM, maar maakt gebruik van maximaal twaalf krachtige lasers om het metaalpoeder te smelten. Het kan ook een verscheidenheid aan metalen en legeringen gebruiken.

Wat zijn de voordelen van SLM vergeleken met EBM?

Hieronder vindt u enkele belangrijke voordelen van SLM versus EBM:

• Met SLM kan de operator de straalbreedte aanpassen aan hoge snelheid of hoge precisie.
• SLM kan gebruik maken van een breder scala aan materialen in vergelijking met EBM.

Wat zijn de nadelen van SLM vergeleken met EBM?

Enkele belangrijke nadelen van SLM versus EBM zijn:

• SLM-onderdelen hebben doorgaans een hogere interne spanning dan EBM. SLM vereist vaak een warmtebehandeling na de bouw om restspanningen te verminderen.
• Een SLM-machine met één straal drukt langzamer af dan een EBM-machine.

Vergelijkingstabel tussen EBM en SLM

Tabel 1 hieronder somt enkele van de meest voorkomende eigenschappen van EBM op in vergelijking met SLM:

Kenmerk EBM SLM

Kenmerk

Aantal balken

EBM

1 - Zeer snelle straalpositionering

SLM

Er zijn machines met 1, 4 en 12 balken beschikbaar 

Kenmerk

Straalvermogen

EBM

4500 W

SLM

1000 W

Kenmerk

Vereist een vacuümkamer voor het afdrukvolume

EBM

Ja

SLM

Nee - vereist inert gasafdekking

Kenmerk

Laaghoogte

EBM

70 micron

SLM

20 tot 50 micron

Kenmerk

Onderdelen hebben isotrope materiaaleigenschappen

EBM

Ja

SLM

Ja

Kenmerk

Onderdelen moeten na het printen worden gekoeld

EBM

Ja - Vaak 's nachts

SLM

Ja

Kenmerk

Onderdelen hebben steunstructuren nodig

EBM

Ja

SLM

Ja

Kenmerk

Grootste printvolume

EBM

350 OD x 430 H mm (cilinder)

SLM

600 x 600 x 600 mm

Tabel 1:EBM versus SLM-vergelijking

SLM-printers hebben een betere laaghoogteresolutie dan EBM, terwijl ze ook grotere bouwvolumes hebben. EBM heeft een snellere straalpositionering, wat betekent dat het hoge snelheden kan bereiken zonder dat er meerdere stralen nodig zijn. 

EBM versus SLM:technologievergelijking

Zowel EBM als SLM zijn poederbedfusietechnologieën die gebruik maken van een krachtige straal om een metaalpoeder te smelten. EBM gebruikt echter een elektronenbundel, terwijl SLM gebruik maakt van meerdere krachtige fiberlasers.

EBM versus SLM:materiaalvergelijking

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

EBM versus SLM:vergelijking van producttoepassingen

EBM wordt veel gebruikt in de lucht- en ruimtevaartindustrie om turbinebladen te vervaardigen, en op medisch gebied om orthopedische implantaten te produceren. SLM wordt gebruikt om producten te maken in dezelfde industrieën, maar vindt ook toepassingen in de auto-, bouw- en sieradenindustrie.

EBM versus SLM:vergelijking van afdrukvolumes

SLM heeft een iets groter beschikbaar bouwvolume in vergelijking met EBM. Dit betekent dat SLM grotere enkelvoudige onderdelen kan printen of onderdelen die in meer geneste kleinere onderdelen passen. De EBM-grootte wordt beperkt door de noodzaak om in een vacuümkamer te printen. 

EBM versus SLM:vergelijking van oppervlakteafwerking

EBM heeft een iets slechtere oppervlakteafwerking in vergelijking met SLM. Dit komt door de grotere bundelbreedte van EBM, waardoor er tussen elke laag een ruwer uiterlijk ontstaat. Hoewel zowel SLM als EBM mogelijk nabewerking vereisen voor kritieke gebieden, heeft EBM een merkbaar andere oppervlakteafwerking. 

EBM versus SLM:kostenvergelijking

Gemiddeld kan een SLM-machine op instapniveau meer dan $350.000 kosten, terwijl een EBM-printer tussen de $100.000 en $250.000 kan kosten.

Wat zijn de wederzijdse alternatieven voor EBM en SLM?

Hieronder vindt u een wederzijds alternatief voor zowel EBM als SLM:

• DMLS: DMLS (Direct Metal Laser Sintering) is een poederbedfusieproces waarbij metaalpoeder samensmelt met een fiberlaser, vergelijkbaar met SLM. DMLS heeft echter een betere resolutie dan EBM of SLM, en maakt doorgaans gebruik van meerdere lasers met lagere energie. 

Wat zijn de overeenkomsten tussen EBM en SLM?

Hieronder vindt u enkele overeenkomsten tussen EBM en SLM:

1. Zowel EBM als SLM worden gebruikt om metalen onderdelen te printen.
2. Zowel EBM als SLM gebruiken energiestralen om het metaalpoeder tot een laatste onderdeel te smelten.

Wat zijn de andere vergelijkingen voor EBM naast SLM?

Een alternatieve 3D-printtechnologie voor EBM is:

• EBM versus DED: DED (Directed-Energy Deposition) is een metaalprinttechnologie die een metalen draad naar een printmondstuk voert. Het metaal wordt vervolgens bij het mondstuk gesmolten en laag voor laag op de bouwplaat afgezet, vergelijkbaar met FDM-printen (Fused Deposition Modeling). Dit levert onderdelen op die isotrope mechanische eigenschappen hebben. 

Wat zijn de andere vergelijkingen voor SLM naast EBM?

Een alternatieve 3D-printtechnologie voor SLM is:

• SLM versus SLS: Selectief lasersinteren kan worden vergeleken met SLM, omdat beide technologieën gebruik maken van een laser om een poedervormig materiaal laag voor laag te smelten tot een definitief onderdeel. SLS kan echter alleen in plastic printen. Vroege metaalprinters sinterden de metaaldeeltjes gewoon aan elkaar, omdat ze niet in staat waren een plas gesmolten metaal te creëren zoals moderne machines. Zie ons artikel over SLM versus SLS voor meer informatie.

Samenvatting

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

Neem contact op met een Xometry-vertegenwoordiger voor meer informatie over EBM versus SLM en om te helpen bij het selecteren van de perfecte technologie voor uw producten.

Xometry biedt een volledig assortiment 3D-printdiensten voor uw projectbehoeften. Bezoek onze Instant Quote Engine en ontvang binnen enkele minuten een gratis en vrijblijvende offerte.

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