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新突破!国内首创电子束选区熔化金属3D打印设备再升级 智束科技“破茧”而来!

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-01-08 17:11:55   浏览次数:3269  
核心提示:2018年1月5日,新年伊始,天津清研智束科技有限公司(以下简称:智束科技)发布了其最新一代开源电子束金属3D打印机QbeamLab。
 2018年1月5日,新年伊始,天津清研智束科技有限公司(以下简称:智束科技)发布了其最新一代开源电子束金属3D打印机QbeamLab。
 
值得一提的是,QbeamLab设备刚刚推出已经在2017年获得4个订单,包括中船重工集团、天津职业大学等知名企业和职业院校。其中还获得某海外知名企业订单,成功实现国产高端金属3D打印机的出口。发布会上,部分订单方如陕西恒通智能机器有限公司、湖南伊澍智能制造有限公司进行了签约。
 
QbeamLab设备4个订单签约
 
发布会现场
 
发布会在清华大学天津高端装备研究院419会议室举行,3D打印上下游产业的专家学者、企业家及媒体共计百余人参加了发布会。清华大学教授、智束科技首席科学家林峰,清华大学天津高端装备研究院常务副院长何永勇,华明高新区管委会副主任于莉丽,工信部赛迪研究院装备工业研究所所长、中国增材制造产业联盟副秘书长左世全等出席发布会并致辞。三迪时空集团创始人、董事长李培学受邀参加了此次发布会。
 
清华大学教授、智束科技首席科学家林峰致欢迎词

清华大学天津高端装备研究院常务副院长何永勇致辞

华明高新区管委会副主任于莉丽致辞

工信部赛迪研究院装备工业研究所所长、中国增材制造产业联盟副秘书长左世全致辞
 
电子束选区熔化(EBSM)金属3D打印采用电子束作为能量源,在高真空环境下通过逐层熔化金属粉末的方式制造实体部件。由于电子束的功率高、材料对电子束能量吸收率高,EBSM技术具有制件致密度高、氧含量少、热应力低、不易变形开裂、粉末耗材价格低、打印效率高等特点,在金属材料特别是难熔难加工金属材料的3D打印方面具备独特优势和应用价值,在骨科医疗、航空航天等领域应用广泛。
 
例如:包括爱康医疗在内的国内外多家医疗器械公司采用EBSM制造髋关节、椎体等骨科植入体,成功取得FDA、CFDA医疗注册证书。GE公司采用EBSM技术批量化制造钛铝合金低压涡轮叶片,制造成本与精密铸造接近,重量减轻30%,将最终代替所有铸造叶片,安装于最新款的航空发动机中。
 
在很长一段时期,EBSM技术的研究与应用绝大部分均基于金属设备和平台,国产自主装备处于空白。早在2004年,以清华大学林峰教授为带头人的技术团队即开始瞄准EBSM技术,成功开发了国内首台实验系统EBSM-150,并获得国家发明专利。今天,历经多年研发,性能全面提升,在国内率先推出开源电子束金属3D打印机QbeamLab,该设备具有更大的功率密度,材料对电子束能量几乎无反射;更强的穿透能力,可以完全熔化更厚的粉末层;更高的粉末温度,降低热应力,无需热处理;更快的制造速度。
 
工作人员讲解QbeamLab电子束金属3D打印机的工作原理

三迪时空集团董事长李培学在QbeamLab电子束金属3D打印机前合影
 
智束科技此次发布的电子束金属3D打印机具有六大特点:核心软件自主化、关键部件自主化、模块化可定制、工艺参数开源、自诊断自恢复、长时间稳定可靠。主要技术参数如下:最大成形尺寸200*200*240 mm3,精度±0.2mm,电子束最大功率3kW,电子束加速电压60kV,电子束流0-50mA,阴极类型为钨灯丝直热式,最小束斑直径200μm,电子束最大跳转速度10,000m/s,极限真空10-2Pa,氦气分压0.05-1.0Pa可调,采用网格扫描法加热粉床,粉床表面温度可达1100℃,采用主动式冷却块进行零件冷却,采用光学相机进行工艺监控。
 
 
智束科技发布了2款与电子束金属3D打印机配套使用的自主核心软件:一是切片软件GMslicer,软件具备自动布局排样功能,采用高效并行算法进行切片,可输出包括CLI在内的多种层片格式;二是工艺控制软件metaBuild,该控制软件同时兼容CLI层片文件和STL三维模型文件,对7组共计百余项工艺参数开源,允许用户编程,所有模型的工艺参数包可分别指定,提高工艺优化效率,方便用户进行新材料开发。智束科技希望通过开源的打印设备与用户一起开发更多的新材料,打开3D打印更多的可能性。
 
QbeamLab电子束3D打印设备的送铺粉装置实现模块化、可定制,模块化设计的送铺粉装置可快速从真空室中整体拆装,每个模块的成形范围可定制,用户可以根据需要选择;模块化的送铺粉装置使得粉末清理更换更加高效,同时也为未来的连续化高效生产解决方案提供了接口。送铺粉装置采用主动式供粉专利技术,不依赖粉末流动性,具备更高的材料兼容性和可靠性,并且大大减少启动打印的粉末量。
 
QbeamLab设备打印的Ti6Al4V样件
 
QbeamLab电子束3D打印设备搭载的电子束源最大功率3kW,加速电压60kV。采用自主设计开发的聚焦扫描光学系统和高速线圈驱动器,最大跳转速度达10km/s,通过分时控制,可实现100束以上的分束扫描。
 
为解决粉床加热问题,QbeamLab设备采用网格扫描加热(GridHeat)专利技术,粉床的温度场更加均匀,热应力更低,可以最大限度地避免热应力导致的零件变形翘曲。
 
智束科技还在QbeamLab设备上搭载了基于机器视觉的电子束自动校准系统。在机器维护中,需要进行电子束校准以保持打印精度,经过校准后,电子束可以在大幅面扫描中动态聚焦。手动校准的数小时缩短至自动校准的数分钟,经过培训后用户可自行完成。
 
QbeamLab设备同时还搭载了增材制造在线监控模块AMonitor,该模块采用高分辨率相机逐层记录打印层片,分辨率达0.05mm,实现缺陷诊断和质量检查。
 
智束科技同时发布了和设备配套的两种Ti6Al4V材料,粒径范围45-105μm,一种采用旋转电极法制造,另一种采用电极感应气雾化法制造,以满足不同用户的需求。经过X射线断层扫描检测,QbeamLab设备打印的Ti6Al4V零件致密度达99.96%,这正是得益于电子束的高功率密度和高能量吸收率。基于QbeamLab打印平台,智束科技已经测试了316L不锈钢、TA15钛合金、钛铝金属间化合物、铝青铜、硬质合金等材料,将择机发布。
 
2018新的一年,智束科技将不忘初心,砥砺前行,致力于成为国际一流的高能束金属3D打印装备及工艺集成解决方案的提供商。
 
三迪时空集团董事长李培学与工信部赛迪研究院装备工业研究所所长、中国增材制造产业联盟副秘书长左世全合影

三迪时空集团董事长李培学与清华大学教授、智束科技首席科学家林峰合影
 
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