德国机械制造商ALD真空技术公司近日推出了其新型EBuild 850电子束粉末床熔融系统，专为大型金属部件的生产而设计。

该系统核心在于利用真空环境中的电子束，在850 × 850 × 1000 mm³ 的构建体积内熔融金属粉末，可制造高度达1000 mm的部件。制造商公布的最大构建速率为1000 cm³/h，由一台45 kW的电子束提供支持。这使其非常适用于航空航天、泵制造和燃气轮机生产等需要大型金属部件和高温材料的领域。

"与铣削加工去除材料不同，该技术通过高能束（如激光或电子束）选择性熔化原材料，逐层构建部件，"ALD公司增材制造副总裁Alexander Klassen博士解释道。

为规模化生产打造的系统
该设备围绕一个可移动的构建室、一个带粉末铺覆单元的工艺室，以及一个独立的粉末准备和零件取出单元进行布局。为提高设备利用率，可选配的第二个构建室允许一个室在运行时，另一个室可进行准备工作。系统内粉末床重量最高可达15吨，并由一个定位精度约为0.01 mm（在整个1000 mm构建高度上）的回缩单元进行定位。

在生产过程中，粉末被逐层铺设，电子束按照预设的加工路径进行选择性熔化，并采用磁偏转技术进行束流导向。系统专为承受持续高热负荷而设计，集成了隔热罩、水冷系统以及传感器、移动组件和粉末处理元件，这些部件均适用于高温和金属粉尘环境。

EBuild 850在700–1200 °C的温度范围内运行，使其能够处理包括Ti-6Al-4V在内的钛合金、镍基合金和钛铝化合物等材料。在此温度下运行旨在减少金属增材制造过程中可能产生的残余应力，尤其是在大型或几何形状复杂的部件中。

粉末处理作为系统整体设计的核心要素得到充分考虑。EBuild 850旨在处理比PBF工艺通常所需范围更宽的粉末粒径分布。这使得内部生产产生的多余粉末以及粉末供应商提供的非标材料得以重复利用。据ALD称，即使粉末批次不完全均匀，束流功率、工艺控制和较厚的熔融层相结合，也能支持稳定的加工过程。

工艺监控直接集成到构建工作流程中，而非作为单独的检测步骤。系统利用电子束在每层生成时进行观察，其原理类似于扫描电子显微镜。这使得工艺偏差或缺陷能在构建过程中被识别，并在部件完成前进行相应调整。