电子束自由形式制造

电子束自由形状制造(EBF 3 )是一种增材制造工艺,与传统制造方法相比,可以制造需要更少原材料和精加工的近净形零件。 它在真空环境中使用聚焦电子束在金属基底上形成熔池。

历史
美国宇航局兰利研究中心(LaRC)发起了(EBF 3 )技术开发。 增材制造工艺主要由NASA LaRC的材料研究工程师Karen Taminger开发和设计。 EBF 3是NASA专利的增材制造工艺,旨在制造比传统制造方法需要更少原材料和精加工的近净形零件。 EBF 3是NASA计划在零重力环境中制造金属零件的过程。 该层添加工艺使用电子束和实心线材来制造金属结构。 电子束和原料的工艺效率使EBF 3工艺适合于空间使用。 自2000年以来,NASA LaRC的一个研究小组领导了这项技术的基础研究和开发,用于金属航空结构的增材制造。 增材制造包括通过连续添加材料而不是像传统加工中那样切割或磨削零件来制造零件的工艺。 增材制造是快速原型制造技术的产物,例如立体光刻技术,最初是在30多年前为非结构塑料部件开发的。

处理
EBF 3的操作概念是直接从计算机辅助设计(CAD)文件构建近净形金属部件。 当前的计算机辅助加工实践从CAD模型开始,并使用后处理器编写加工指令(G代码),定义制造零件所需的切削刀具路径。 EBF 3使用类似的过程,从CAD模型开始,将其数字切片成层,然后使用后处理器写入定义EBF3设备的沉积路径和过程参数的G代码。 它在真空环境中使用聚焦电子束在金属基底上形成熔池。 光束相对于基板表面平移,同时金属线进入熔池。 在电子束通过后,沉积物立即固化,具有足够的结构强度以支撑自身。 以层添加的方式重复该序列以产生仅需要精加工的近净形部件。 EBF 3工艺可扩展用于从几英寸到几十英尺的组件,主要受真空室的尺寸和可用的线材原料量的限制。