En los últimos años, la tecnología de impresión 3D láser de metal de China ha florecido, con empresas líderes representadas por Polylite, Farsoon High-Tech y Yijia 3D creciendo rápidamente. En el campo de la impresión 3D metálica por haz de electrones, también hay un fabricante fuerte de producción nacional, es decir, nuestro fabricante de equipos SEBM SLAM.

Cañón de electrones de desarrollo propio, profundamente comprometido con los equipos de fusión selectiva por haz de electrones

A diferencia de la mayoría de los fabricantes de impresión 3D de metal que utilizan láser como fuente de calor, SLAM se ha dedicado profundamente a la tecnología de impresión 3D de metal por haz de electrones. Como una de las primeras empresas en China en desarrollar equipos comerciales SEBM, SLAM lanzó el primer equipo comercial SEBM en China en 2015 y logró ventas de múltiples unidades. En 2023, en respuesta a los cuellos de botella de la precisión, el coste y la vida útil del cañón de electrones, SLAM ha desarrollado un cañón de electrones de calor indirecto de alta precisión, alta potencia, larga vida útil y bajo coste único en la industria, y ha logrado un control independiente de los componentes principales. La potencia máxima del cañón de electrones alcanza los 10kW, lo que permite precalentar rápidamente el lecho de harina ancha por encima de 1100℃ y mejorar enormemente la eficiencia de impresión; cambiando las características de la sección transversal del cátodo, se puede controlar el diámetro del punto de haz bajo alta potencia, y el diámetro del punto de haz bajo área amplia se puede escanear con precisión con un diámetro inferior a 100μm, cumpliendo los requisitos de fabricación de alta precisión de las piezas; la vida útil del conjunto del cátodo del cañón de electrones es de más de 500 horas, lo que equivale a la vida útil real del cátodo LaB6 de calentamiento directo, satisfaciendo las necesidades de fabricación de piezas de gran tamaño o de impresión apilada a largo plazo; tanto el cátodo como el cátodo auxiliar del cañón de electrones están hechos de tungsteno, que tiene una buena durabilidad y el coste es inferior a 30% del cátodo LaB6 de calentamiento directo, satisfaciendo las necesidades de producción de piezas por lotes de bajo coste.

Al mismo tiempo, de cara a diferentes escenarios de aplicación, SLAM ha lanzado una serie de equipos SEBM equipados con cañones de electrones intercalados de diferentes potencias. Los equipos están equipados con diversos paquetes de procesamiento de materiales, como aleaciones de titanio, metales y aleaciones refractarios, TiAl y otros materiales frágiles y difíciles de procesar, cobre y aleaciones de cobre, circonio y aleaciones de circonio, aleaciones de alta temperatura a base de níquel, materiales compuestos de cerámica y metal, etc. Centrados en las tres grandes áreas de aplicación: medicina, automoción y aviación.

●Y150 Plus, potencia del cañón de electrones 3kW, precisión de conformado ±0,1mm, tamaño de conformado 170×170×180mm;

●T200, potencia del cañón de electrones 6kW, precisión de conformado ±0,2mm, tamaño de conformado 200×200×450mm;

●H400, potencia del cañón de electrones 10kW, precisión de conformado ±0,3mm, tamaño de conformado 400×400×400 mm.

Utilizando equipos SEBM con derechos de propiedad intelectual independientes, SLAM ha creado tres grandes escenarios de aplicación en medicina, automoción y aviación, especialmente en los campos de la medicina y la automoción. Los implantes ortopédicos SEBM y las bobinas de inducción de cobre puro se han aplicado en masa en muchas empresas de la industria transformadora. En 2023, el Ministerio de Industria y Tecnología de la Información seleccionó la “Fabricación aditiva masiva de copa acetabular trabecular estandarizada” y la “Producción masiva de bobinas de inducción de alta frecuencia de cobre puro para automóviles” de SLAM en la lista de escenarios de aplicación típicos para la fabricación aditiva. SLAM ha establecido un centro de impresión 3D con más de 50 equipos SEBM instalados, que ofrece a los clientes la fabricación por lotes de piezas metálicas complejas.

En el campo médico, la tecnología SEBM tiene las ventajas de una alta eficiencia de producción, bajo coste de producción, alta limpieza al vacío, sin necesidad de tratamiento térmico y corte de alambre. Basándose en equipos y procesos con derechos de propiedad intelectual independientes, SLAM ha establecido una línea de producción de implantes ortopédicos SEBM con una capacidad de producción anual de 100.000 piezas, proporcionando principalmente piezas en bruto de implantes ortopédicos personalizados y estandarizados a empresas de dispositivos médicos. Los productos son copas acetabulares, prótesis de rodilla y dispositivos de fusión intervertebral, y los materiales aleaciones de titanio, tántalo y circonio-niobio. Además de la importante reducción del ciclo de producción, tras la producción en serie de SEBM, el coste de fabricación de las piezas en bruto para implantes ortopédicos es inferior al del método tradicional de mecanizado + pulverización.

Además, con las ventajas de la empresa en materias primas, equipos y tecnología, SLAM ayudó con éxito a que el sistema de copa acetabular de aleación de titanio de Wuhan Mindray Technology Co., Ltd. obtuviera un certificado de registro de dispositivos médicos de clase III emitido por la Administración Estatal de Alimentos y Medicamentos en julio de 2023 (número de certificado de registro: Registro Médico Nacional 20233131002). La estructura de poros del cotilo acetabular impreso en 3D con haz de electrones tiene una conectividad tridimensional 100%, alta porosidad, alto coeficiente de fricción y bajo residuo de polvo. Tiene un excelente efecto de crecimiento óseo y garantiza la estabilidad inicial de la prótesis tras la implantación. El proyecto duró sólo 2 años desde su establecimiento hasta la certificación. Se ha informado de que este producto es la primera prótesis ortopédica implantada en mi país que utiliza equipos nacionales de impresión en 3D por haz de electrones + polvo nacional de proceso completo para obtener un certificado de registro de dispositivo médico de clase III, lo que marca que los implantes ortopédicos nacionales impresos en 3D por haz de electrones han establecido un sistema de I+D y producción independiente, controlable e innovador. El responsable de SLAM afirmó que, además de Mindray, la empresa también ayudó a muchas empresas de productos sanitarios en el registro y la certificación de implantes ortopédicos SEBM.

En el campo de la automoción, en respuesta a las necesidades técnicas del calentamiento por inducción de piezas de automóviles, SLAM ha desarrollado un paquete de procesos de conformado para cobre puro y algunos grados de aleaciones de cobre, y ha desarrollado bobinas de inducción de cobre puro impresas en 3D por haz de electrones de diversas especificaciones. En comparación con el método tradicional de conformado de bobinas de inducción que se basa en el torneado, fresado, taladrado, esmerilado y soldadura, las bobinas de inducción de cobre puro impresas en 3D mediante haz de electrones tienen las ventajas de una alta densidad (>99,8%), una larga vida útil (2-3 veces la de los procesos tradicionales), una excelente conductividad (conductividad 98% IACS), un ciclo de fabricación corto (una sola pieza es 1/7 de los procesos tradicionales) y un buen efecto de endurecimiento.

En la actualidad, las bobinas de inducción de cobre puro impresas mediante la tecnología SEBM de SLAM se han verificado y aplicado en las líneas de producción de más de 20 empresas líderes en piezas de automoción de China, y la experiencia del usuario es excelente.

En el campo aeroespacial, en respuesta a las necesidades de fabricación de palas de aluminio titanio para motores, SLAM ha desarrollado especialmente el modelo T200, y la altura de impresión de 450 mm puede apilar dos capas de palas metálicas. El responsable de SLAM señaló que si los materiales de titanio-aluminio se imprimen con tecnología SLM, la tensión es muy grande y es fácil que se deformen o agrieten. Sin embargo, cuando se imprimen con tecnología SEBM, la temperatura de precalentamiento puede alcanzar incluso miles de grados centígrados, lo que puede reducir eficazmente la tensión y garantizar la estabilidad y el moldeado eficaz de las palas. Además, se ha logrado un gran número de aplicaciones en el diseño y la fabricación rápidos de piezas de paredes finas, estructuras complejas, estructuras ligeras y de peso reducido, y piezas de integración estructural y funcional.

A diferencia de los equipos de SLM, que suelen utilizar láseres y galvanómetros importados, los fabricantes de equipos de EBM tienen que dominar de forma independiente los componentes principales del cañón de electrones, por lo que deben afrontar más retos. A medida que la tecnología SLM avanza hacia el tamaño del metro y la estrategia multi-láser, SLAM espera profundizar su investigación en la solución de un único cañón de electrones, y planea desarrollar equipos que puedan alcanzar un tamaño de moldeo de 650 mm mediante un único cañón de electrones en el siguiente paso.