W ostatnich latach chińska technologia laserowego druku 3D w metalu dynamicznie się rozwija, a wiodące firmy, takie jak Polylite, Farsoon High-Tech i Yijia 3D, dynamicznie się rozwijają. W dziedzinie druku 3D w metalu wiązką elektronów istnieje również silny producent krajowy, firma SLAM, produkująca urządzenia SEBM.

Samodzielnie opracowana armata elektronowa, głęboko zaangażowana w urządzenia do selektywnego topienia wiązką elektronów

W przeciwieństwie do większości producentów drukarek 3D z metalu, którzy używają lasera jako źródła ciepła, SLAM jest głęboko zaangażowany w technologię druku 3D z metalu wiązką elektronów. Jako jedna z pierwszych firm w Chinach, która opracowała komercyjny sprzęt SEBM, SLAM wprowadził na rynek pierwszy komercyjny sprzęt SEBM w Chinach w 2015 roku i osiągnął sprzedaż wielu sztuk. W 2023 roku, w odpowiedzi na wąskie gardła dokładności, kosztów i żywotności działa elektronowego, SLAM opracował unikalne w branży działo elektronowe z pośrednim nagrzewaniem o wysokiej precyzji, dużej mocy, długiej żywotności i niskich kosztach oraz osiągnął niezależną kontrolę głównych komponentów. Maksymalna moc działa elektronowego osiąga 10 kW, co pozwala na szybkie podgrzanie szerokiego złoża mąki do temperatury powyżej 1100°C i znacznie poprawia wydajność drukowania; poprzez zmianę charakterystyki przekroju poprzecznego katody, można kontrolować średnicę plamki wiązki przy dużej mocy, a średnicę plamki wiązki w szerokim obszarze można dokładnie skanować przy średnicy mniejszej niż 100 μm, spełniając wymagania dotyczące precyzyjnego wytwarzania części; Żywotność całego zespołu katodowego działa elektronowego wynosi ponad 500 godzin, co odpowiada rzeczywistej żywotności bezpośrednio grzanej katody LaB6, co spełnia wymagania produkcyjne dotyczące części wielkogabarytowych lub długoterminowego drukowania warstwowego; katoda i dodatkowa katoda działa elektronowego są wykonane z wolframu, który charakteryzuje się dobrą trwałością, a koszt jest niższy niż 30% kosztu bezpośrednio grzanej katody LaB6, co spełnia wymagania produkcyjne dotyczące tanich części seryjnych.

Jednocześnie, stawiając czoła różnorodnym scenariuszom zastosowań, firma SLAM wprowadziła na rynek serię urządzeń SEBM wyposażonych w działa elektronowe z nagrzewaniem międzystopowym o różnej mocy. Urządzenia te są wyposażone w różnorodne pakiety procesowe do obróbki materiałów, takie jak stopy tytanu, metale i stopy ogniotrwałe, TiAl i inne kruche i trudne w obróbce materiały, miedź i stopy miedzi, cyrkon i stopy cyrkonu, stopy wysokotemperaturowe na bazie niklu, materiały kompozytowe ceramiczno-metalowe itp. Skupiamy się na trzech głównych obszarach zastosowań: medycynie, motoryzacji i lotnictwie.

●Y150 Plus, moc działa elektronowego 3 kW, dokładność formowania ±0.1 mm, rozmiar formowania 170×170×180 mm;

●T200, moc działa elektronowego 6 kW, dokładność formowania ±0.2 mm, rozmiar formowania 200×200×450 mm;

●H400, moc działa elektronowego 10 kW, dokładność formowania ±0.3 mm, wymiary formowania 400×400×400 mm.

Wykorzystując sprzęt SEBM z niezależnymi prawami własności intelektualnej, firma SLAM stworzyła trzy główne scenariusze zastosowań w medycynie, motoryzacji i lotnictwie, zwłaszcza w branży medycznej i motoryzacyjnej. Implanty ortopedyczne SEBM i cewki indukcyjne z czystej miedzi znalazły masowe zastosowanie w wielu firmach z sektora downstream. W 2023 roku rozwiązania SLAM, takie jak „Standardized Trabecular Acetabular Cup Mass Additive Manufacturing” oraz „Masowa produkcja cewek indukcyjnych o wysokiej częstotliwości z czystej miedzi do samochodów”, zostały wybrane przez Ministerstwo Przemysłu i Technologii Informacyjnych na listę typowych scenariuszy zastosowań produkcji addytywnej. Firma SLAM uruchomiła centrum druku 3D z ponad 50 zainstalowanymi urządzeniami SEBM, oferując klientom produkcję seryjną złożonych części metalowych.

W medycynie technologia SEBM charakteryzuje się wysoką wydajnością produkcji, niskimi kosztami, wysoką czystością próżniową, brakiem konieczności obróbki cieplnej i cięcia drutem. Opierając się na sprzęcie i procesach objętych niezależnymi prawami własności intelektualnej, firma SLAM stworzyła linię produkcyjną implantów ortopedycznych SEBM o rocznej zdolności produkcyjnej 100 000 sztuk, dostarczając głównie zindywidualizowane i znormalizowane półfabrykaty implantów ortopedycznych firmom produkującym wyroby medyczne. Produkty obejmują panewki stawu biodrowego, protezy kolanowe i stabilizatory międzykręgowe, a materiały obejmują stopy tytanu, tantalu oraz stopy cyrkonu i niobu. Oprócz znacznego skrócenia cyklu produkcyjnego, po masowej produkcji SEBM, koszt produkcji półfabrykatów implantów ortopedycznych jest niższy niż w przypadku tradycyjnej metody obróbki mechanicznej i natryskiwania.

Ponadto, dzięki przewadze firmy w zakresie surowców, sprzętu i technologii, SLAM z powodzeniem pomógł systemowi panewki stawu biodrowego ze stopu tytanu firmy Wuhan Mindray Technology Co., Ltd. uzyskać certyfikat rejestracji wyrobu medycznego klasy III wydany przez Państwową Agencję ds. Żywności i Leków (FDA) w lipcu 2023 r. (numer certyfikatu: Krajowa Rejestracja Medyczna 20233131002). Struktura porowatej panewki stawu biodrowego, drukowanej metodą 3D z wykorzystaniem wiązki elektronów, charakteryzuje się 100% trójwymiarową łącznością, wysoką porowatością, wysokim współczynnikiem tarcia i niską pozostałością proszku. Zapewnia doskonały efekt wrastania w tkankę kostną i zapewnia początkową stabilność protezy po implantacji. Projekt, od momentu jego rozpoczęcia do uzyskania certyfikacji, trwał zaledwie 2 lata. Doniesiono, że ten produkt jest pierwszym implantem ortopedycznym w moim kraju, który wykorzystuje krajowy sprzęt do druku 3D wiązką elektronów + pełnoprocesowy, krajowy proszek, co pozwoliło na uzyskanie certyfikatu rejestracji wyrobu medycznego klasy III, co oznacza, że ​​krajowe implanty ortopedyczne drukowane 3D wiązką elektronów zostały objęte niezależnym, kontrolowanym i innowacyjnym systemem badawczo-rozwojowym oraz produkcyjnym. Osoba zarządzająca SLAM powiedziała, że ​​oprócz Mindray, firma pomogła również wielu firmom produkującym wyroby medyczne w rejestracji i certyfikacji implantów ortopedycznych SEBM.

W branży motoryzacyjnej, w odpowiedzi na techniczne potrzeby nagrzewania indukcyjnego części samochodowych, firma SLAM opracowała pakiet procesów formowania dla czystej miedzi i niektórych gatunków stopów miedzi, a także cewki indukcyjne z czystej miedzi drukowane metodą 3D wiązką elektronów o różnych parametrach. W porównaniu z tradycyjną metodą formowania cewek indukcyjnych, polegającą na toczeniu, frezowaniu, wierceniu, szlifowaniu i spawaniu, cewki indukcyjne z czystej miedzi drukowane metodą 3D wiązką elektronów charakteryzują się wysoką gęstością (>99.8%), długą żywotnością (2-3 razy dłuższą niż w przypadku tradycyjnych procesów), doskonałą przewodnością (przewodność 98% IACS), krótkim cyklem produkcyjnym (pojedyncza część to 1/7 czasu potrzebnego na tradycyjne procesy) oraz dobrym efektem utwardzania.

Obecnie cewki indukcyjne z czystej miedzi, drukowane w technologii SEBM firmy SLAM, zostały sprawdzone i zastosowane na liniach produkcyjnych ponad 20 wiodących firm produkujących części samochodowe w Chinach, a doświadczenia użytkowników są doskonałe.

W branży lotniczej, w odpowiedzi na zapotrzebowanie na łopatki silników z tytanu i aluminium, firma SLAM opracowała model T200, którego wysokość druku 450 mm umożliwia układanie dwóch warstw metalowych łopatek. Osoba zarządzająca firmą SLAM stwierdziła, że ​​materiały tytanowo-aluminiowe drukowane w technologii SLM charakteryzują się bardzo dużymi naprężeniami i łatwo ulegają odkształceniom lub pęknięciom. Natomiast w przypadku druku w technologii SEBM temperatura podgrzewania wstępnego może sięgać nawet tysięcy stopni Celsjusza, co skutecznie redukuje naprężenia i zapewnia stabilność oraz efektywne formowanie łopatek. Ponadto, technologia ta znalazła zastosowanie w szybkim projektowaniu i produkcji elementów cienkościennych, złożonych konstrukcji, lekkich i redukujących wagę konstrukcji oraz elementów konstrukcyjnych i funkcjonalnych.

W przeciwieństwie do urządzeń SLM, które zazwyczaj wykorzystują importowane lasery i galwanometry, producenci urządzeń EBM muszą samodzielnie opanować podstawowe komponenty działa elektronowego, co wiąże się z większymi wyzwaniami. Wraz z rozwojem technologii SLM w kierunku wielkości rzędu metra i strategii wielolaserowej, SLAM ma nadzieję pogłębić swoje badania nad rozwiązaniem pojedynczego działa elektronowego i planuje w kolejnym etapie opracowanie urządzenia, które będzie w stanie osiągnąć rozmiar formowania 650 mm za pomocą pojedynczego działa elektronowego.