EBM 金屬3D打印技術介紹

　　電子束熔化(EBM)
　　1994年瑞典 ARCAM 公司申請的一份專利，所開發的技術稱為電子束熔化成形技術(Electron Beam Melting)，ARCAM公司也是世界上第一家將電子束快速制造商業化的公司，並於2003 年推出第一代設備，此後美國麻省理工學院、美國航空航天局、北京航空制造工程研究所和我國清華大學均開發出了各自的基於電子束的快速制造系統。美國麻省理工學院開發的電子束實體自由成形技術( Electron Beam Solid Freeform Fabrication，EBSFF)。EBSFF 技術采用送絲方式供給成形材料前兩種利用電子束熔化金屬絲材，電子束固定不動，金屬絲材通過送絲裝置和工作台移動，與激光近形制造技術類似逆向工程，電子束熔絲沉積快速制造時，影響因素較多，如電子束流、加速電壓、聚焦電流、偏擺掃描、工作距離、工件運動速度、送絲速度、送絲方位、送絲角度、絲端距工件的高度、絲材伸出長度等。這些因素共同作用影響熔積體截面幾何參量，確區分單一因素的作用十分困難;瑞典 ARCAM 公司與清華大學電子束開發的選區熔化(EBSM)利用電子束熔化鋪在工作台面上的金屬粉末，與激光選區熔化技術類似，利用電子束實時偏轉實現熔化成形，該技術不需要二維運動部件，可以實現金屬粉末的快速掃描成形。
　　電子束選區熔化(EBSM)原理
　　類似激光選區燒結和激光選區熔化工藝，電子束選區熔化技術(EBSM)是一種采用高能高速的電子束選擇性地轟擊金屬粉末，從而使得粉末材料熔化成形的快速制造技術。3D列印EBSM技術的工藝過程為：先在鋪粉平面上鋪展一層粉末;然後，電子束在計算機的控制下按照截面輪廓的信息進行有選擇的熔化，金屬粉末在電子束的轟擊下被熔化在一起，並與下面已成形的部分粘接，層層堆積，直至整個零件全部熔化完成;最後，去除多餘的粉末便得到所需的三維產品。上位機的實時掃描信號經數模轉換及功率放大後傳遞給偏轉線圈，電子束在對應的偏轉電壓產生的磁場作用下偏轉，達到選擇性熔化。經過十幾年的研究發現對於一些工藝參數如電子束電流、聚焦電流、作用時間、粉末厚度、加速電壓、掃描方式進行正交實驗。作用時間對成型影響最大。
　　電子束選區熔化的優勢
　　電子束直接金屬成形技術采用高能電子束作為加工熱源，產品設計公司掃描成形可通過操縱磁偏轉線圈進行，沒有機械慣性，且電子束具有的真空環境還可避免金屬粉末在液相燒結或熔化過程中被氧化。 電子束與激光相比，具有能量利用率高、作用深度大、材料吸收率高、穩定及運行維護成本低等優點。EBM技術優點是成型過程效率高，零件變形小，成型過程不需要金屬支撐，微觀組織更致密等 電子束的偏轉聚焦控制更加快速、靈敏。激光的偏轉需要使用振鏡，在激光進行高速掃描時振鏡的轉速很高。在激光功率較大時，振鏡需要更複雜的冷卻系統，而振鏡的重量也顯著增加。因而在使用較大功率掃描時，激光的掃描速度將受到限制。在掃描較大成形范圍時，激光的焦距也很難快速的改變。電子束的偏轉和聚焦利用磁場完成，可以通過改變電信號的強度和方向快速靈敏的控制電子束的偏轉量和聚焦長度。電子束偏轉聚焦系統不會被金屬蒸鍍幹擾。用激光和電子束熔化金屬的時候，金屬蒸汽會彌散在整個成形空間，並在接觸的任何物體表面鍍上金屬薄膜。電子束偏轉聚焦都是在磁場中完成，因而不會受到金屬蒸鍍的影響;激光器振鏡等光學器件則容易受到蒸鍍汙染。
　　電子束選區熔化的主要問題
　　真空室抽氣過程中粉末容易被氣流帶走，造成真空系統的汙染;但其存在一個比較特殊的問題即粉末潰散現象，其原因是電子束具有較大動能，當高速轟擊金屬原子使之加熱、升溫時，電子的部分動能也直接轉化為粉末微粒的動能。當粉末流動性較好時，粉末顆粒會被電子束推開形成潰散現象。防止炊粉的基本原則是提高粉床的穩定性，克服電子束的推力，主要有四項措施：降低粉末的流動性，對粉末進行預熱，對成型底板進行預熱，優化電子束掃描方式。因此，粉末材料一直很難成為真空電子束設備的加工對象，工藝參數方面的研究更是鮮有報導。針對粉末在電子束作用下容易潰散的現象，提不同粉末體系所能承受的電子束域值電流(潰散電流)和電子束掃描域值速度(潰散速度)判據，並在此基礎上研究出混合粉末; EBM技術成型室中必須為高真空，才能保證設備正常工作，這使得EBM技術整機複雜度提高。還因在真空度下粉末容易揚起而造成系統汙染。此外，EBM技術需要將系統預熱到800℃以上，使得粉末在成型室內預先燒結固化在一起，高預熱溫度對系統的整體結構提出非常高的要求，加工結束後零件需要在真空成型室中冷卻相當長一段時間，降低了零件的生產效率。

　　電子束無法比較難像激光束一樣聚焦出細微的光斑因此成型件難以達到較高的尺寸精度。因此，對於精密或有細微結構的功能件，電子束選區熔化成型技術是難以直接制造出來的。 電子束偏轉誤差。EBSM系統采用磁偏轉線圈產生磁場，使電子偏轉。由於偏轉的非線性以及磁場的非均勻性，電子束在大范圍掃描時會出現枕形失真。大偏角時的散焦。EBSM系統采用聚焦線圈使電子束聚焦。若聚焦線圈中的電流恒定，電子束的聚焦面為球面，而電子束在平面上掃描。因此，電子束在不偏轉時聚焦，而在大角度偏轉時出現散焦。

研究改善FDM 3D打印機打印ABS中層粘附力

　　通過在FDM 3D打印過程中使用34.4 kHz超聲波振動，研究人員發現，與常規打印工藝相比，ABS層粘合力增加了10%。路易斯維爾大學機械工程系研究團隊表示“這種層間粘合強度的增加歸因於聚合物蠕變的增加，這是由於超聲波振動引起的聚合物鏈從界面區域的二次相互作用松弛引起的。”
　　一、用於將超聲波振動結合到FDM 3D打印機 - 熱塑性聚合物的沉積中
　　(a)實際裝置的攝影。 (b)概念草圖。
　　該團隊解釋說，有幾種不同的方法用於加強層間粘合。一個是通過提高溫度依賴擴散性，在打印過程中或打印後增加更多的熱量已被證明是有效的，產品設計公司另一個是同時在每層沉積之前加入紅外線和激光加熱也證明可以提高強度。研究人員還指出，“減少聚合物鏈的回轉半徑也可以導致層間強度的類似改善”，通過放松3D打印軌道中留下的聚合物鏈來實現。”
　　超聲波振動允許聚合物的松弛和擴散，產生更好的界面粘合，並且可能導致具有各向同性機械性能的部件。測試發生在MakerGear M3上，團隊為包含振動而定制。使用40kHz壓電晶體螺栓夾緊換能器產生振動，額定功率為25W。使用連杆和螺紋緊固件將加熱器連接到加熱器塊。
　　“使用連杆可以耦合換能器產生的振動，逆向工程減少從加熱器塊到換能器的熱傳遞，”研究人員說。 “將熱端部分安裝在打印頭組件上，打印頭的總共振頻率測量為34.4 kHz。”
　　將頻率可調的超聲波信號發生器調節到打印頭的共振頻率並連接到換能器，以提供激勵信號，使噴嘴表面以測量的頻率振動。通過在掃描發電機頻率的同時測量噴嘴表面處的最大振動幅度來確定該共振頻率。當在遠離測量的諧振的頻率下激勵時，換能器輸出反而在整個換能器→連杆→ 熱端組件中作為熱量消散。
　　二、用於界面粘合強度測試的雙層單軌道試樣的Trouser剝離試驗
　　(a)概念草圖，(b)印刷雙軌道試樣的實際剝離試驗。
　　研究人員使用ASTM F88剝離測試來測量相互關聯的剝離和能量，3D列印該系統以評估已密封的柔性帶之間的粘合性而聞名。該測試與此相關，因為主題也是靈活的。
　　研究結果顯示粘附力保持一致。然而，當軌道寬度與噴嘴直徑比從0.74變化到1.47時，粘附力增加但隨後在1.2處平衡並且在較大比率下變得更低。這種反應是由從噴嘴行進的水平流動的聚合物流中的剪切力引起的。隨著聚合物的流速和速度的增加，寬幅增加。
　　“這種流速的增加反過來增加了聚合物在軌道頂部和底部表面附近所經曆的局部剪切應力，並導致這些區域中聚合物鏈的解纏結量增加，”該團隊表示。“這種鏈排列的增加(或聚合物鏈纏結的減少)可以增加聚合物在正交方向上的擴散性，這有助於增加層間粘合力，因為聚合物在界面上的蠕動增加。”
　　擴散性可能是由聚合物鏈解纏結引起的，這也會增加鏈松弛，從而抵消聚合物打印台階的增加。研究人員總結說：“與超聲波振動相關的影響歸因於超聲引起的聚合物鏈從次級相互作用中的松弛增加，以及由於拉伸狀態引起的蠕動和纏結的增加。”

　　(a)1.0毫米寬的示例剝離測試的力 - 間隔距離曲線(b)對於控制和超聲振動輔助的FDM 3D打印條件，界面粘合強度依賴於印刷軌道的寬度。 誤差棒表示在給定的軌道寬度下，在對照和超聲條件下測量的四個試樣的粘合強度的標准偏差。

理解和控制粉末床激光熔化金屬3D打印過程中的熱曆史

　　粉末床激光熔化(LPBF)金屬3D打印技術被航空航天、醫療、汽車等工業領域用於制造高附加值的金屬部件。理解和控制LPBF 工藝的熱曆史對於制造低孔隙率、逆向工程受控微觀結構和低殘餘應力的零件至關重要。激光吸收率是激光材料相互作用中的關鍵參數之一，傳統上假設在增材制造(AM)建模中是恒定的，而實際上，它會因表面形態和溫度變化而發生變化，並受多種材料特性和激光加工參數的影響。真實粉末床激光熔化增材制造中的激光吸收率定量表征進行了研究，並為工藝優化建立了有用的比例關系。
　　金屬3D打印的精確熱曆史預測
　　在這項研究中，研究人員進行了原位光學吸收率測量，以闡明LPBF 3D打印工藝中激光與材料的相互作用，並驗證描述了粉末床激光熔化處理的有限元和分析模型。使用精確的量熱法測量直接評估激光能量的吸收，並與常見結構金屬合金(Ti-6Al-4V，Inconel 625和316L不鏽鋼)的熔池深度進行比較，作為入射激光功率，3D列印掃描速度和激光束直徑的函數進行比較。
　　研究人員發現，所有材料的吸收率和熔池深度的變化在傳導 – 小孔模式閾值上變化很大。他們將流體動力學有限元模型與基於射線追蹤的吸收率模型相結合，與實驗結果非常一致。研究人員推導出不同材料和激光掃描系統的熔池深度和激光吸收率的表達式，從而為加速選區激光熔化金屬3D打印技術激光加工參數的優化提供了有用的工具。以前，測量吸收率的方法是積分球反射計或宏觀量熱法測量。前一種方法不僅涉及材料吸收的能量，還涉及由於蒸發和等離子體吸收造成的能量損失，該損失對3D打印部件性能有所影響。後一種宏觀量熱法使用大激光束和低激光功率密度進行吸收率測量，產品設計公司該方法與實際的增材制造條件有差異。

　　在這項工作中， 實驗室開發的微量熱法用於提取三種重要結構合金在LPBF加工條件下的淨材料吸收率，這三種合金材料為：Ti-6Al-4V，316L不鏽鋼和Inconel 625。研究人員使用射線追蹤代碼進行有限元建模，從而與實驗非常一致。並建立了一套通用比例關系，將吸收率和熔池深度與材料和激光參數聯系起來。建模組現在可以准確的設置能量耦合參數，從而減少猜測工作量並提高其預測的保真度。研究人員表示，衍生的標度行為可能不適用於高導熱率和低吸收性材料，如銅，鋁和金。研究團隊目前正在使用本文所述的方法研究這些材料，以及激光參數修改，例如光束形狀和時間調制。

面對名牌包包缺點要如何處理

　　走在大街小巷，時不時的看到時尚的名牌包包，隨著物質生活水平的提升，手裏有一兩個名牌包已不是什麼新鮮事。面對名牌包包缺點要如何處理?對於愛包的你一定要了解。華麗和夠檔次的皮質和款式總是讓女生們之間欲罷不能，但是大牌也有大牌的煩惱，LV提手發黑、Chanel太嬌嫩、Dior易染色。
　　奢侈品之一Prada殺手包確定：四角開裂、自助洗衣加盟肩帶斷裂、變形解決辦法：對於一個需要花費幾個月的工資才能買到了的包包，添加的都是自然黏膠，所以也很容易壞，但是面對包包的修複過程是需要更為專業的修複，現如今的幹洗行業發展的多樣化的功能，就是奢侈的洗護養，定期的對於奢侈品包包洗護養是很有必要的。
　　貝殼包較大的缺點之一就是：掉皮真的很嚴重!
　　解決辦法：包包掉皮真的是一件很拉仇恨的事情，但是現如今時代的變化，讓包包掉皮不在害怕，洗衣內有奢侈品洗護養的技術，對於高端包包，修皮，補皮的技巧也是不在話下!
　　洗衣:教你如何處理大牌包包的缺點
　　Dior lady造型優雅大氣，屬於貴婦范兒的包包，投幣式洗衣加盟但是缺點就是五金特別容易磨損。
　　解決辦法：包包看中的就是個五金的質感，如果五金都要磨損了，那麼這個包包也沒有什麼亮點可說，對於包包的五金磨損嚴重，還是一樣的可以尋找洗衣加盟，專業的洗滌技巧，為您解決汙漬的煩惱。
　　LV的包就是變色著實嚴重，特別是原色手柄，特別是容易泛白和泛黃。
　　解決辦法：LV大部分包包使用的是植鞣革，植鞣革怕水，且不耐髒汙，這是LV的通病，所以LV包包一定要定期清洗。清洗又要小心翼翼，所以洗衣成為了奢侈品的天堂。專業的洗滌技巧，是洗衣的一大特色。

　　面對名牌包包缺點要如何處理?拿到專業幹洗店進行洗護是最快捷的方式了。貴重物品，在家中草率的處理顯然不是一個很好的方法。而認真學習養護知識，付出的時間成本以及經曆巨大，得不償失。如果奢侈品包出現髒汙磨邊甚至破損，在這樣專業的奢侈品清洗機構都是可以進行修複和翻新的。

開幹洗店如何能掌握開店技巧

　　當前國內投資市場上可供我們選擇的創業項目數不勝數，使得不少人都無從選擇，其實擁有一個正確的投資觀念，理性的分析行業和問題，才能避免少走彎路。對於洗衣業來說，有人住的地方便有洗衣的需求。多樣化的服飾面料選擇隨之帶給大家的便是衣物清理護理上的繁瑣問題，那麼開幹洗店如何能掌握開店技巧?
　　對幹洗知識的整體講解。自助洗衣加盟幹洗店的幹洗知識講解非常的全面，從服裝面料的認知到各種面料的洗滌方法和串色等問題都會講解的非常透徹。加盟商通過細致的幹洗知識的講解就會了解很多面料知識，處理各種洗滌中遇到的問題，避免造成糾紛。
　　對經營管理的方針貫徹。在培訓中，由幹洗行業資深人士實例講解幹洗店的經營管理。會對店面的具體管理進行整體的規劃和政策的疏導，方針的貫徹，在經過這一輪培訓之後，加盟商會對店面的經營心中有數。
　　各個洗滌環節的操作和實際練習。這是很關鍵的一環，比如熨燙，去漬，皮具上光上色等看起來都是不起眼的一些小細節，不過正是這些細節才能夠讓幹洗店的回頭率猛增，提升洗滌質量投幣式洗衣加盟。在這個階段，國內知名幹洗技師會為加盟商親自操作各項技術，保證加盟商在培訓期間熟練掌握頂級幹洗技能。
　　對洗滌糾紛的處理。無論是多麼知名的幹洗店，都會碰上各種各樣的洗滌糾紛，那麼遇到糾紛該如何處理呢?幹洗店有一套專門處理糾紛的詳細辦法，通過這個辦法，可以化幹戈為玉帛，讓加盟商避免不必要的損失，這些都是幹洗的培訓內容。

　　開幹洗店如何能掌握開店技巧?開幹洗店想要學習完善的幹洗技術，建議投資者選擇加盟的方式，洗衣幹洗店加盟會免費為創業者們提供學習機會和平台，主要就是進行幹洗技術的學習、幹洗設備的操作以及幹洗店面的管理和經營等。

變頻器在塑料擠出機械上的應用

　　塑料通過擠出機塑化成均勻的熔體，並在塑化中建立的可程式控制器壓力作用下，並使螺杆連續地定溫，定量，定壓地擠出機頭。大部份熱塑性塑料均采用此方法，螺杆擠出機有多種不同的型號和規格，最常用的擠出機就是螺杆擠出機。采用交流變頻器的擠出機主機傳動，能夠完全滿足擠出機的工藝要求，達到必要的工藝控制指標，經過各地多年的實際運行來看，運行穩定，產品的適應性強，經濟效益明顯。
　　一、擠出機傳動的特點 擠出成型設備的組成部分 一台擠出設備通常由主機(擠出機)、輔機及其控制系統組成。通常這些組成部分統稱為擠出機組。
　　1。主機 一台擠出機主機由擠壓、傳動、加熱冷卻三部分系統組成。變頻器 擠壓系統主要由螺杆和機桶組成，是擠出機的關鍵部分; 傳動系統中起作用是驅動螺杆，要保證螺杆在工作過程中具備所需要的扭矩和轉速; 加熱冷卻系統主要來保證物料和擠壓系統在成型加工中的溫度控制。
　　2。輔機 擠出設備的輔機的組成根據制品的種類而定。一般說來，輔機由真空定型裝置、冷卻裝置、牽引裝置、切割裝置，以及制品的卷取或堆放裝置等部分組成。
　　3。控制系統 擠出機的控制系統主要由電器、儀表和執行機構組成，其主要作用為：
　　(1)控制主、輔機的拖動電機，滿足工藝要求所需的轉速和功率，並保證主、輔機能協伺服馬達調地運行。
　　(2)控制主、輔機的溫度、壓力、流量和制品的質量。
　　(3)實現整個機組的自動控制。
　　二、傳統螺杆擠出機的控制
　　1)在傳統的螺杆擠出機系統中，螺杆由直流電機驅動。在直接傳動情況下螺杆直接由齒輪箱驅動;在間接傳動情況下，螺杆由皮帶和牽引盤驅動。傳統的直流電機本身存在著一定的缺點：例如直流電機的電刷每個月就要更換一次，在多粉塵或腐蝕性環境中直流電機需要經常清洗，有時甚至還需要從車間外為直流電機通入潔淨的冷卻空氣。
　　2)間接傳動螺杆擠出機的缺點在於：存在於皮帶滑差，皮帶會造成一定的能量損失，更多的機械裝置增加了磨損和發生故障的可能性。而直流電機最大的弊端噪音過大，電刷打火，轉子污染，電機溫度過高，排氣不充分和電機震動。因此使用直流電機的螺杆擠出機維護費用更高，直流電動機的最初成本也更高一些
　　三、變頻器在擠出機的應用 變頻器用於擠出設備，有高質量的運行特性，這是因矢量控制型變頻器本身可提供的良好的產品性能決定的。
　　1)快速處理器提供更高頻率響應 變頻器內置的處理器，提供高控制精度、快響應頻率及好的動性能。擠出機的工藝要求主要是控制出口的壓力恆定，設備在剛開始工作時，進行轉速控制，在達到需求壓力時，要切換為壓力控制。切換過程應該無衝擊，需要變頻器高的控制精度，來接應壓力信號。
　　2)矢量控制提供低頻時高扭矩輸出 擠出機的主驅動電機主要通過平行軸斜齒輪減速器減速後帶動螺杆轉動，在基頻以下改變運行速度時為恆轉矩調速。 以往使用V/f控制型變頻器，由於要考慮負載的啟動轉矩，要設定相應的轉矩提升准位，如果轉矩提升設置過高，在低頻輕載時會勵磁太大，容易引起電機嚴重發熱，影響到設備的穩定運行。 采用矢量控制型變頻器，使用自學習功能可觀測電機參數，不但能保證電機在低頻時良好的輸出特性，它的自動節能運行功能會隨轉矩的改變而減少輸出的電流，不但能節省電能，更能消除上述工作隱患發生的可能性。
　　3)轉矩限定和轉差補償，轉速控制精度高達千分五。

　　

矢量變頻器在塑料擠出機上的應用

　　1、隨著生產技術的發展，擠出成型成為塑料加工工藝中的主要加伺服馬達工方法之一，大部分的熱塑性塑料均可使用此方法。目前，擠出成型，已經廣泛應用於各個行業，特別是在塑料廠。
　　塑料廠在塑料擠出機配用電機一般為整流子電機或電磁調速電動機，電費在塑料制品成本中占有相當的比重。因此降低電費，降低塑料制品成本是用戶考慮的一個重要方面。采用科姆龍KV2000變頻器配用普通異步電動機可以大大降低噸塑料制品電費，同比整流子電機節能20%-30變頻器%，同比滑差電機節能50%以上，同時變頻軟件起動，無衝擊電流，起動平穩，可提高產品的質量。
　　采用變頻控制技術可提高電動機的轉速，提高產品的質量，配用電機溫度不變，有效地延長了電機使用壽命，同比原拖動方式降低了維修費用，可靠性高。同時，變頻器具有過壓、欠壓、過流、短路、缺相、溫度等各種保護功能，對安全生產起了保障作用。
　　2、擠出機主傳動的特點
　　a。主傳動是擠出機的主要組成部分之一，它的作用是驅動擠出機的螺杆，並使螺杆能在選定的工藝條件下，以必需的轉矩和轉速均勻的旋轉，完成擠出過程。它在其適用的範圍內能夠提供最大的轉矩輸出和一定的可調速範圍，同時還使用可靠，維修方便。
　　b。由於擠出機螺杆驅動功率影響因素很多，很難找出函數關系，因此沒有精確的功率計算方法，在平時應用中采用經驗公式的方法計算：
　　P=KDDn 其中，p-功率;K-經驗系數;D-螺杆直徑;n-螺杆轉速;
　　c。對擠出機的速度要求有兩個方面：
　　(1)能實現無級調速(2)應有一定的調速範圍
　　3、擠出機的變頻控制 擠出機在運行的過程兩個最主要的因素就是壓力和速度，他們直接關系到擠出機的工藝因素，科姆龍KV2000作為一款性能強勁的矢量型變頻器，很好的滿足了此性能要求。設備在剛開始工作時，先進行轉速可程式控制器控制，在達到壓力要求時，切到轉矩控制，此切換過程應該是無衝擊的。這需要變頻器有很高的控制精度，來響應壓力信號，以實現壓力PID控制。擠出速率標志著擠出機的生產率，擠出機擠出過程的一個重要因素。

　　影響速率的因素很多，如機頭阻力，螺杆轉速，料桶結構等，在機頭壓力恆定下，最重要的就是螺杆轉速了。同時具備了矢量控制方式和V/F控制方式，使得KV2000在擠出機領域有了更廣泛的應用。