3D-Druck

Normalerweise wird unter 3D-Druck das schichtweise Auftragen von Kunststoffen verstanden. Dies ist mittlerweile jedoch nur noch eine der vielfältigen Anwendungen im Bereich des 3D-Drucks. Heutzutage wird mit vielen verschiedenen Materialien gedruckt wie bspw. Metall. Metalldrucke können mit einem Laserstrahl (SLM), Elektronenstrahl (EBM), durch Lichtbogendraht-Auftragschweißen (WAAM), Schmelzschichtung (FDM), Binder Jetting (BJ) oder Nanopartikel-Jetting (NPJ) realisiert werden. Für das Verfahren Elektronenstrahlschmelzen ist Vakuum erforderlich. Das Elektronenstrahlschmelzen ist ein additives Herstellungsverfahren, mit dem Objekte aus Titan, Kobalt, Chromlegierungen, Stahl, Aluminium und Kupfer gedruckt werden können. Dieses Verfahren ist für die Produktion von Spezialteilen für die Luft- und Raumfahrtindustrie oder Prothesen in der Medizintechnik unabdingbar . Beispiele für gedruckte Teile sind Turbinenschaufeln oder Hüftprothesen.

Applikationsanforderungen

  • Vibrationsarm
  • Kompakte Baugröße
  • Unempfindlich gegenüber Staub und Partikeln

Wie funktioniert es?
Das Elektronenstrahlschmelzsystem besteht hauptsächlich aus einer Elektronenstrahlsäule und einer Formationskammer. In der Elektronenstrahlsäule wird ein Hochleistungs-Elektronenstrahl erzeugt, der das Metallpulver in der Formationskammer selektiv schmilzt. Nach Abschluss jeder Schicht wird das System runtergefahren und eine neue Schicht Metallpulver wird aufgetragen. Dieser Prozess wird fortgesetzt, bis der Druck des Bauteils abgeschlossen ist.

Vakuumanforderungen
Das Vakuum im Elektronenstrahlschmelzsystem erfüllt mehrere Zwecke. Einerseits schützt es vor Oxidation und Luftblasen. Andererseits ist es erforderlich, um den Elektronenstrahl in der Elektronenstrahlsäule zu erzeugen und zu fokussieren. Das Vakuum vermeidet Kollisionen der Elektronen mit anderen Gasteilchen, die eine Ablenkung des Strahls verursachen würden. Daher ist eine große mittlere freie Weglänge und somit ein niedriger Enddruck erforderlich. Typische Enddrücke liegen im Bereich von 5x10-5 mbar. Eine kurze Auspumpzeit ist erforderlich, um die für einen Werkstückwechsel erforderliche Zeit zu minimieren. Während des Prozesses wird Helium eingelassen, um eine saubere und kontrollierte Umgebung zu gewährleisten. Der typische Prozessdruck liegt daher im Bereich von 10x-3 hPa. Die Vakuumapparatur muss unempfindlich gegenüber Staub und Partikeln sein und sollte eine gute Hitzebeständigkeit aufweisen.

Produktportfolio
Pfeiffer Vacuum verfügt über ein umfassendes Portfolio für das Elektronenstrahlschmelzen mit Vakuumpumpen für die Evakuierung, Druckanzeigegeräten und Kalibrierpumpständen, kundenspezifischen Vakuumkammern sowie Lecksuchern zur Lokalisierung von Leckagen.

Hauptprodukte

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