1、1 模块8 金属3D直接打印成型8.4 电子束熔丝沉积成型技术2本节知识本节知识点点电子束熔丝沉积成型技术的工艺原理1电子束熔丝沉积成型技术的工艺特点2电子束熔丝沉积成型技术的工艺过程33点评课程导入思考： 1. 请说出图中模型是哪种成型技术？此种成型技术主要应用在哪些领域？ 2. 你知道国内此项成型技术发展情况？48.4 电子束熔丝沉积成型技术课程学习 全称与简称：又称为电子束自由成形制造技术（Electron Beam Freeform Fabrication，EBF） 在真空环境中，电子束轰击金属表面形成熔池，金属丝材通过送丝装置送入熔池并熔化，同时熔池按照预先规划的路径运动，熔池金属逐
2、层凝固堆叠，达到致密的冶金结合，从而制造出金属毛坯件，最后进行表面精加工和热处理。 美国麻省理工学院的V.R.Dave等人最早提出该技术并试制了Inconel 718 合金涡轮盘。美国Sciaky公司生产的钛合金飞机零件5 在真空成形环境中，利用具有高能量的电子束作为热源，将送进的金属丝材熔化，按照规划好的成形路径，逐点逐层堆积，直至成形出近净成形的金属零件。8.4.1 电子束熔丝成型技术工艺原理68.4.2 电子束熔丝沉积成型技术的工艺特点您 的 标 题 写 在 这 里您 的 标 题 写 在 这 里（1）原材料仅使用线（丝）材，价格大大低于粉材， 且100%进入熔池；（2）超高速的金属沉积速
3、率，成型速度快；（3）可打印大部分包括熔点很高的合金材料， 完全致密， 力学性能接近戒等效于锻件性能；（4）可打印超大型以及巨型非标零部件，目前最长达7.2米；7（1）构建完成的工件表面公差裕量在23mm，达到“近净形”形态，需要CNC数控机床完成精加工及表面抛光；（2）需要一套专用设备和真空系统，价格较高。8第一步 建三维模型建立CAD三维模型8.4.3 电子束熔丝沉积成型技术的工艺过程9第二步 逐层沉积使用专用切片软件，进行切片。规划层厚、行走路径和速度、送丝速度等参数。10第三步 近成型使用电子束发生器作为能量源，在真空环境下通过电子束融化金属线材在工件表面形成熔池，随着熔池在工件表面的
4、移动，离开热源的熔池快速冷却结晶固化，达到零件“近净形”形态。11第四步 热加工处理 将工件迚行热处理以消除内部扭曲应力12第五步 最终部件将工件通过CNC数控机床完成精加工及表面抛光13知识拓展国内电子束熔丝沉积成型技术发展与应用 中航工业北京航空制造工程研究所于2006年开始电子束熔丝沉积成形技术研究工作，开发了国内首台电子束熔丝沉积成形设备。14 目前开发的国内最大的电子束成形设备真空室46m3，有效加工范围1.5m0.8m3m，5 轴联动，双通道送丝。在此基础上，研究了TC4、TA15、TC11、TC18、TC21 等钛合金以及A100超高强度钢的力学性能。研制了大量钛合金零件和试验件
5、。2012 年，采用电子束熔丝成形制造的钛合金零件在国内飞机结构上率先实现了装机应用。15 突破了电子束熔丝快速成形大型装备研制中长时间稳定工作的电子枪、大功率高压电源、电子束快速成形工艺控制等关键技术，解决了在高速、高温、高蒸汽沉积环境下的稳定、精确送丝难题，成功研发了国内最大的电子束熔丝成形设备，最大可加工零件尺寸达到1500mm500mm2500mm，具备在线监测、多通道送丝功能，成形速度最大可达5kg/h，实现送丝量的自动调整，可将成形效率提高50%以上，具备大型航空钛合金结构的加工能力，其自动化水平、束源品质及加工能力达到国内领先、国际先进水平 。另外在真空电子束快速成形设备的抗高温防蒸汽设计、多通道高效送丝系统、快速补给丝材设计、真空环境下重载Z向工作台设计技术、多自由度数控系统集成技术、高温高蒸汽污染环境下的实时在线观察技术均为独创技术。2016年，中航工业北京航空制造工程研究所大型熔丝沉积电子束快速成形装备关键技术取得新突破16& 课堂作业思考 比较一下电子束熔丝沉积成型技术和激光近净成型技术，说说这两种技术的相同之处和不同之处。
