為電子束熔融金屬3D打印技術(shù)打造真空環(huán)境，德國普發(fā)真空助力行業(yè)發(fā)展

南極熊導(dǎo)讀：作為“決定未來經(jīng)濟(jì)的12大顛覆技術(shù)”之一和第三次工業(yè)革命的引擎,，3D打印標(biāo)志著從傳統(tǒng)制造邁向智能制造的巨大產(chǎn)業(yè)變革,，現(xiàn)被廣泛應(yīng)用于建筑,、醫(yī)療、航空航天,、汽車制造等多種制造業(yè)領(lǐng)域。從最初的液態(tài)樹脂到如今的金屬粉末,，3D打印通過不斷的技術(shù)更迭,，引發(fā)了新的技術(shù)革命浪潮。

在這一顛覆性制造技術(shù)發(fā)展的背后,，需要真空技術(shù)的加持,。

電子束熔融EBM與真空技術(shù)應(yīng)用

提到金屬的3D打印，我們就要談?wù)勲娮邮�熔融（EBM）了,。這種工藝雖然與選擇性激光熔融（SLM）類似,，但相比于SLM所使用的激光束，EBM的能量源是電子束,，因此其生產(chǎn)效率極高,。而且，EBM在控制零件殘余應(yīng)力方面好于SLM,， 還能夠打印一些難熔金屬材料,。EBM技術(shù)特別適合于醫(yī)療植入物和航空航天等領(lǐng)域。

△左圖：用金屬粉末制造的3D打印飛行器渦輪發(fā)動機(jī),，右圖：用EBM打印的植入物示例

但是,，EBM工藝必須在真空環(huán)境中實施。據(jù)悉,，真空技術(shù)在EBM工藝中扮演著多種角色,，以保證整個過程的穩(wěn)定性和可靠性。具體如下：
•防止電子束與氣體粒子碰撞發(fā)生偏轉(zhuǎn),，實現(xiàn)精準(zhǔn)熔融工藝,。
•防止在熱金屬中形成氣泡，在真空下打印部件可達(dá)到理想的脫氣效果,，形成均勻平滑的金屬層,。
•防止熔融金屬粉末的氧化，打印結(jié)束后可以直接回收大量非熔化粉末,，避免粉末在加熱時出現(xiàn)銹蝕,。
•在真空環(huán)境下，通過分裂電子束同時在多個位置熔化粉末,，從而加速打印過程,。
•進(jìn)行精準(zhǔn)的氣體泄漏檢測,，保證過程的密封和安全性,。

為了滿足以上EBM生產(chǎn)技術(shù)的要求，需要多種真空設(shè)備的支持,。

△左圖：電子束熔融（EBM）系統(tǒng),，右圖：金屬粉末逐層熔化,； 圖片由Arcam AB提供

普發(fā)真空助力電子束熔融

作為全球領(lǐng)先的真空設(shè)備供應(yīng)商之一，普發(fā)真空自1890年創(chuàng)辦以來,不斷樹立著真空技術(shù)的新標(biāo)準(zhǔn),。2022年9月21日,，南極熊獲悉，普發(fā)真空針對電子束熔融推出了全系列的產(chǎn)品組合,。產(chǎn)品包括用于對制造室和電子束槍抽真空的前級泵和高真空泵,、用于測量從大氣到高真空壓力的真空計（可選裝校準(zhǔn)設(shè)備）、定制真空腔室,、連接真空部件的閥門和法蘭組件以及用于定位泄漏的檢漏儀,。

△普發(fā)真空針對電子束熔融提供全系列的產(chǎn)品組合

抽真空對于EBM的制造室以及電子束槍來說都非常重要。抽真空過程需要非常迅速以縮短準(zhǔn)備時間,，這對于真空設(shè)備的極限真空及解吸率的要求非常高,。普發(fā)真空可以為EBM抽真空提供優(yōu)秀的真空泵組，包括前級泵和高真空泵,，其中普發(fā)HiPace渦輪分子泵系列產(chǎn)品在制造室抽真空領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)非常成熟,。普發(fā)真空擁有抽速介于10到超過3,000 升/秒的完整渦輪分子泵產(chǎn)品系列。產(chǎn)品具有很高的性價比和靈活的安裝方式,。令人印象深刻,。

△普發(fā)真空的HiPace 渦輪分子泵系列產(chǎn)品

通過抽真空獲得真空之后，還需要專業(yè)的設(shè)備測量壓力以確保達(dá)到壓力要求,，即進(jìn)行真空測量,。普發(fā)真空RPT 200型和HPT 200型真空計組合能夠同時達(dá)到對精準(zhǔn)度和對電子束無磁場干擾的要求，可用于測量高真空泵的前級真空壓力,。另外,，對真空計定期進(jìn)行校準(zhǔn)，對于EBM長期的工藝穩(wěn)定性來說是必不可少的,。普發(fā)真空研發(fā)的校準(zhǔn)泵組,，有基本和專業(yè)型號，符合ISO 3567標(biāo)準(zhǔn),，可滿足不同的真空計校準(zhǔn)需求,。

△普發(fā)真空RPT 200型和HPT 200型真空計

當(dāng)然，真空獲得后需要有良好的密封性,，才能夠真正保證EBM工藝過程中的真空度,。為了能夠達(dá)到EBM系統(tǒng)對于累計泄漏率的要求，需要進(jìn)行泄漏檢測,，氦氣檢漏儀在這里就要登場了,。普發(fā)真空可針對不同的應(yīng)用需求，提供普遍適用的ASM 340檢漏儀或緊湊便攜的ASM 310檢漏儀,。

△ASM 340檢漏儀或緊湊便攜的ASM 310檢漏儀

除了以上的四個環(huán)節(jié)之外,，普發(fā)真空還可為EBM提供其他真空設(shè)備和組件的定制服務(wù),。

目前在3D打印中，金屬材料的使用率越來越高,，這帶動了3D打印向高端制造市場的拓展,。據(jù)悉，普發(fā)真空將全力支持這一全球性的技術(shù)革命,，以領(lǐng)先的真空解決方案助力3D打印制造商突破傳統(tǒng)制造業(yè)的局限,，從“制造”向“智造”過渡，實現(xiàn)新一代高科技創(chuàng)新,。