瑞典Arcam电子束熔融金属快速成形系统

2012-04-021ProductionTechnologyforAdditiveManufacturing采用电子束熔融技术(EBM)的快速制造技术2012-04-022ProductionTechnologyforAdditiveManufacturing2012-04-023ProductionTechnologyforAdditiveManufacturing电子束熔融制造技术AdditiveManufacturingwithEBM®2012-04-024ProductionTechnologyforAdditiveManufacturing•概述•应用•航空航天•医用植入物•Arcam产品•材料1.概述2012-04-025ProductionTechnologyforAdditiveManufacturingArcam简介•EBM技术创始于90年代初期的瑞典•1997年Arcam有限公司成立•上市于斯德哥尔摩股票交易所•2002年Beta机器上市•2003年3月第一台EBMS12机器上市•2007年4月EBMA2成功上市•2012年EBMA2XX成功上市•2013年EBMQ10成功上市•全球目前有超过90台该设备投入使用•中国、欧洲、美国均有分支机构2012-04-026ProductionTechnologyforAdditiveManufacturingAdditiveManufacturing(AM)技术优势•允许定制化设计•减少产品上市时间•降低材料成本•降低机加工成本•优异的材料性能•能够制造带网格和多孔结构的部件！2012-04-027ProductionTechnologyforAdditiveManufacturingEBM®-电子束熔融技术•电子束枪产生高能电子束(达到3000W)•电子束把每一层粉末融化成理想的形状•不需要部件移动就能完成极快速的能量转换•高能量-高加工率(达到80cm3/h)和高生产效率•抽真空过程-去除杂质，保留材料的优异性能•高温处理(650ºC钛粉)-低残留应力，无需再进行热处理2012-04-028ProductionTechnologyforAdditiveManufacturingEBM®设备隔热罩粉耙粉仓加工台电子束枪控制单元成型腔加工仓2012-04-029ProductionTechnologyforAdditiveManufacturing•概述•应用•航空航天•医用植入物•Arcam产品•材料2.1航空航天2012-04-0210ProductionTechnologyforAdditiveManufacturing在航空领域的电子束熔融辅助制造航空航天领域零件的基本属性是：•出色的性能•形状复杂•钛金属广泛使用•新材料的应用ArcamEBM设备是航空领域采用电子束熔融辅助制造技术的终极方案是因为•高生产率•优异的材料性能•开发新材料ArcamEBM设备在航空领域的实际应用•主要的发动机生产商都在应用EBM技术•2012年开始批量应用2012-04-0211ProductionTechnologyforAdditiveManufacturingAMDriversinAerospace─高度的设计自由度└轻量化设计└功能提升└应用：支架,叶片,过滤器等─节约材料└Buy-To-Flyratiosof15-20arecommoninAerospace└95%ofthematerialismachinedawayasscrap└ForEBM®theBuy-To-Flyratioiscloseto1─材料的灵活性└很多材料用传统的锻造铸造加工困难└EBM®致力于各种难加工金属2012-04-0212ProductionTechnologyforAdditiveManufacturing涡轮机叶片CourtesyofAvioS.p.A.材料:γ-TiAl尺寸:8x12x325mm重量:0,5kg耗时:每个7h2012-04-0213ProductionTechnologyforAdditiveManufacturing汽轮机压缩机承重体材料:Ti6Al4V尺寸:Ø267x75mm重量:3,5kg耗时:30hCourtesyofChernyshevMoscowMachine-BuildingEnterpriseChernyshev,RD-17002012-04-0214ProductionTechnologyforAdditiveManufacturing火箭发动机叶轮材料:Ti6Al4VELI尺寸:Ø140x80mm重量:2,5kg耗时:16hCourtesyofCalRAM,Inc.2012-04-0215ProductionTechnologyforAdditiveManufacturing起落架组成部分材料:Ti6Al4V重量:4,5kg耗时：36h2012-04-0216ProductionTechnologyforAdditiveManufacturing航天零件材料:Ti6Al4V尺寸:Ø180x300毫米重量:5,5千克耗时:40小时2012-04-0217ProductionTechnologyforAdditiveManufacturingCLV终端连接装配体CLV终端连接装配体–Ti-6Al-4VManufacturedbySynergeeringforNASAMarshallSpaceFlightCenter2012-04-0218ProductionTechnologyforAdditiveManufacturing2012-04-0219ProductionTechnologyforAdditiveManufacturing其他领域的应用2012-04-0220ProductionTechnologyforAdditiveManufacturing2012-04-0221ProductionTechnologyforAdditiveManufacturing2012-04-0222ProductionTechnologyforAdditiveManufacturing2012-04-0223ProductionTechnologyforAdditiveManufacturing•概述•应用•航空航天•医用植入物•Arcam产品•材料2.2医用植入物2012-04-0224ProductionTechnologyforAdditiveManufacturingEBM®技术优势•用EBM®技术加工的植入物•设计高度自由•降低生产成本•优异的材料性能2012-04-0225ProductionTechnologyforAdditiveManufacturing•利用CAD或者其它设计软件设计带有标志的骨小梁结构•非常适合骨长入•孔隙形状无限制•孔尺寸(downto~400μm)•孔隙率(upto~85%)•具有竞争性的制造成本•EBM®生产成本:2€/cm3骨小梁结构TrabecularStructures™2012-04-0226ProductionTechnologyforAdditiveManufacturing生物相容性PicturesofbonegrowingintoEBM®-manufacturedtitaniumimplantswithTrabecularStructures™CourtesyofProfessorPeterThomsen,MD,Dept.ofBiomaterials,UniversityofGothenburg.2012-04-0227ProductionTechnologyforAdditiveManufacturing植入物种类•髋臼杯•修正杯•增大•股骨干•脊柱•肩•胫骨盘•大腿骨膝盖用EBM®技术生产2012-04-0228ProductionTechnologyforAdditiveManufacturing•EBM®技术为实体和多孔植入物提供一种独特的一步加工方法•各种多孔结构都可轻易制造出来•高温加工方式残余应力很低，也不需要热处理•不需要二次热处理，避免了晶粒长大ProductionBenefits2012-04-0229ProductionTechnologyforAdditiveManufacturingArcamEBM®LayerQam™•逐层质量验证└增材制造为每一层提供了一种新的融化表面└熔融厚度比粉末层厚大└摄像头监控下的每一层熔融制造都得到了控制└每层有效监控，保证整个产品性能和100%的致密度2012-04-0230ProductionTechnologyforAdditiveManufacturingArcamEBM®LayerQam™-demo,samplewithdeliberatelygenerateddefectsMicrotomographyFilteredcameraimages2012-04-0231ProductionTechnologyforAdditiveManufacturingPost-BuildProcessing•Removeandrecycleexcesspowder•MachineinsidewithconventionalCNC•Cleanpartswithultrasonicandsolvents•QualityControlwithEBM®LogStudio™2012-04-0232ProductionTechnologyforAdditiveManufacturing•从2007开始带有小梁结构的髋臼杯通过CE认证•从2010开始植入物通过FDA认证•超过30,000个杯进行植入•全球生产的具有高级多孔结构表面的杯25%是采用EBM®技术制造的AdlerOrtho,IT2007Lima-Lto,IT2007Exactech,US2010通过CE和FDA认证的植入物2012-04-0233ProductionTechnologyforAdditiveManufacturingCourtesyofAdlerOrthos.p.a.2007年通过CE认证FixaTi-Por™髋臼杯材料:Ti6Al4V耗时:16个杯需10小时2012-04-0234ProductionTechnologyforAdditiveManufacturingMaterial:Ti6Al4VBuildtime:16cupsin8hoursDELTATT™AcetabularCupCourtesyofLimacorporateS.p.a.CE-certifiedsince20072012-04-0235ProductionTechnologyforAdditiveManufacturingFUSE™LumbarPLIF融合器材料:Ti2级CourtesyofAdvancedMedicalTechnologiesAG2009年通过CE认证2012-04-0236ProductionTechnologyforAdditiveManufacturingDeltaTT™修复杯2012-04-0237ProductionTechnologyforAdditiveManufacturing定制颅骨修复植入物EBM生产的多孔颅骨修复植入物已经植入人体（华盛顿瓦特李德空军医院）2012-04-0238ProductionTechnologyforAdditiveManufacturing2012-04-0239ProductionTechnologyforAdditiveManufacturing2012-04-0240ProductionTechnologyforAdditiveManufacturing总结•EBM®技术让你用最少的投资设计和生产带小梁结构•EBM®技术为实体和多孔植入物提供一种独特的一步加工方法•EBM®技术能保证实体部分和多孔部分结构上的连续