В статье: об ограничениях на геометрическую форму деталей, изготавливаемых 3D-печатью по технологии "электронно-лучевое плавление" (EBM - Electron-Beam Melting)
При разговоре о 3D-печати методом электронно-лучевого очень любят публиковать красивые фотографии (см. ниже). Но насколько эти рекламные снимки реальны?
Реальность, как всегда, несколько иная…
При 3D-печати методом электроно-лучевого плавления детали отличаются большой шероховатостью и некоторыми искажениями формы, но в целом больших ограничений на геометрию нет.
Особенность печати – сплавление порошка на глубину в несколько слоев, что искажает форму детали в районе мостов и нависаний.
Основные ограничения:
- угол нависаний не менее 45 градусов.
Меньший угол пропечатывается (вплоть до горизонтального положения), но поверхность с «Нижней» стороны получается низкого качества – в виде бугорков и раковин.
- мосты – желательно минимального размера.
Мосты пропечатываются любой длины, но поверхность с «нижней» стороны получается низкого качества.
Деталь печатается на поддержках – деталь, которая печатается "от платформы", без поддержек трудно отрезать от платформы построения.
В некоторых случаях в качестве единственной поддержки может использоваться часть детали - например ось
Поддержки должны подходить ко всем нависаниям, мостам, началам построения. Поддержки металлические, служат, в основном, для фиксации расплава в начале построения детали и отвода лишнего тепла. Термические напряжения небольшие, и поддержек может быть сравнительно (по сравнению с SLM-печатью) немного.
Электронный луч трудно подается точной фокусировки луч, минимальная толщина стенки или диаметр столбика составляет порядка 0,5 мм.
Рассмотрим некоторые примеры печати.
Для начала рекламное фото медного волновода:
Правда, красиво? Но сколько труда нужно вложить в постобработку (шкуринг, напилинг, травление, полировку), чтобы добиться такой красоты?
Посмотрим на фотографии волноводов сразу после печати:
Совсем другой вид? Кстати обратите внимание на ориентацию волновода на первом снимке в правом верхнем углу. Хорошо видно, что верх прямоугольного отверстия печатался в режиме моста.
Несколько рекламных снимков отпечатанных деталей в процессе очистки от порошка:
Интересное фото тестовой детали:
Фото интересно тем, что достаточно крупные цилиндры напечатаны на двух тоненьких поддержках – тепловые напряжения минимальны, поддержки нужны только для фиксации начала построения детали.
Еще одна фотография тестовой детали:
Тепловые напряжения минимальны, деталь «не повело», но хорошо видны искажения формы.
Еще две фотографии реальной печати:
Лес поддержек и наклон деталей на фото слева служит исключительно для улучшения качества поверхности. А вот фото справа следует рассмотреть поподробнее, интересный фрагмент выделен:
Крыльчатка напечатана без поддержек, «от платформы» на оси крыльчатки. Форма воспроизведена достаточно точно.
Предыдущие статьи по теме:
Обзорная статья на группу технологий «синтез на подложке»:
Путеводитель по каналу: