英國Wayland推出新的PBF電子束金屬3D打印工藝

2020年4月27日，南極熊獲悉，英國3D打印公司W(wǎng)ayland Additive 展示了其新的電子束粉末床熔化（PBF）工藝，被稱為NeuBeam。這家公司表示，其技術(shù)與其他金屬PBF工藝（激光PBF和電子束系統(tǒng)）相比具有眾多優(yōu)勢。

Wayland是一家從Reliance Precision公司中剝離出來的公司，Reliance Precision是一家擁有100年歷史的工程公司。

Wayland依靠一系列的英國創(chuàng)新基金資助，在電子顯微鏡和電子束光刻技術(shù)相關(guān)工藝的基礎(chǔ)上開發(fā)出一種新的電子束PBF工藝。在獲得Reliance公司的技術(shù)授權(quán)后，Wayland公司目前正在將NeuBeam技術(shù)商業(yè)化，目標(biāo)是到2021年向6家客戶提供機(jī)器。

△由NeuBeam打印的零件 ，圖片由Wayland Additive公司提供。

Wayland首席執(zhí)行官Will Richardson表示，利用從半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展出來的原理，NeuBeam能夠中和傳統(tǒng)電子束PBF（NeuBeam中的 "neu "一詞）中的電荷積累，從而擴(kuò)大了系統(tǒng)的打印參數(shù)。其結(jié)果是電子束PBF的穩(wěn)定性比激光PBF的穩(wěn)定性更高，并且比激光PBF具有更多的靈活性。反過來，與其他PBF工藝相比，NeuBeam可以使用的材料范圍更廣。

Richardson將NeuBeam描述為 "熱部件工藝而不是熱床工藝"，因為它只對被打印的部件進(jìn)行加熱，而不是對整個打印床進(jìn)行加熱。Wayland的技術(shù)不像電子束PBF工藝那樣產(chǎn)生 "燒結(jié)餅"（對未打印的粉末預(yù)熱造成的），而是在制造完成后，粉末可以自由流動，減少了所需的后處理量，降低了能源消耗，而且，該公司稱，零件沒有殘余應(yīng)力。通過消除熱應(yīng)力和氣體交叉流，并簡化粉末去除，Wayland公司認(rèn)為，與傳統(tǒng)電子束技術(shù)相比，他們可以制造出更大的零件。

NeuBeam 可以3D打印結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件，圖片由Wayland Additive公司提供。

作為一家較新的金屬PBF公司，Wayland Additive通過從一開始就采用結(jié)構(gòu)化光掃描、電子成像和高速紅外相機(jī)，引入了實時的過程監(jiān)控，搶先于行業(yè)內(nèi)的前輩們。這可以在打印過程中對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，以便在零件制造過程中調(diào)整微觀結(jié)構(gòu)。這也有助于材料的開發(fā)，因為參數(shù)可以即時改變，以實現(xiàn)金屬性能的優(yōu)化。

雖然電子束PBF工藝已經(jīng)存在一段時間了，但是該領(lǐng)域的競爭對手很少。電子束PBF系統(tǒng)的主要制造商是Arcam，現(xiàn)在是GE Additive公司的子公司，其電子束熔化（EBM）系統(tǒng)自2001年開始銷售以來，一直是電子束PBF的標(biāo)準(zhǔn)承擔(dān)者。

然而，由于上述等原因，該技術(shù)一直受到限制。例如NeuBeam所解決的電荷堆積問題，會造成粉末散射和 "煙霧事件"，一旦發(fā)生就會使打印層變形，從而損壞整個零件。

目前，Arcam公司只針對兩個行業(yè)提供EBM技術(shù)，即航空航天和醫(yī)療植入物。

最近，像Wayland Additive這樣的公司開始提供替代產(chǎn)品，比如來自中國的西安賽隆金屬，以及日本電子束計量和檢測技術(shù)制造商JEOL等。

這無疑將使電子束PBF市場變得更加有趣，并可能為EOS等占據(jù)市場主導(dǎo)地位的激光PBF公司提供進(jìn)一步的競爭。而且，由于Wayland公司據(jù)說已經(jīng)開發(fā)出了克服EBM的缺點的方法，因此，毫無疑問，GE公司也在嘗試同樣的方法。


編譯自：3dprint