Elektronen-Strahlschmelzen (PBF)

• Schicht-für-Schicht-Bauprozess durch lokales Aufschmelzen pulverförmigen Materials mittels Elektronenstrahl und Verschmelzen beim Erstarren

• Ablenkspule

• Fokussierspule

• Elektronenstrahlerzeuger

• Verhinderung der Oxidation der Glühkathode

• Reduzierng der Kollisionen zwischen Elektronen und deutlich schwereren Luftmolekülen

• höhere Leistungsdichte des Strahls

1. Umwandlung der kinetischen Energie in Wärme -> Temperaturerhöhung

2. Strahlelektronen kollidieren mit freien Elektronen im Metallgitter

3. Thermische Schwingungsenergie wird erhöht

• hohe Schüttdichte und Fließrate

—> schichtweiser Pulverauftrag

• geringer Feinkornanteil (Sicherheitsaspekt)

• geringe Oberfläche

• sphärische Partikel

• Elektronenstrahlkanone

  • Erzeugung des Strahls

• Elektronstrahlsäule

  • Korrektur Strahlform

  • Einstellung Strahlfokus

• Baukammer

  • Pulverzuführung

  • Pulverauftrag

Pulver auftragen —> Pulver vorheizen (defokussierter Elektronenstrahl) —> Pulver verfestigen (fokussierter Elektronenstrahl) —> Pulver auftragen

1. Pulver liegt im vorgeheizten Zustand vor

2. Elektronenstrahl scannt Pulverschicht

3. Dichte steigt, Material tritt in flüssige Phase über

4. Temperatur nimmt ab und Material durchläuft Phasenwechsel bis zur Erstarrung

5. Verfestigung ist abgeschlossen und Material kühlt weiter ab

• aufgetragene Schicht wird bei Raumtemperatur mit Elektronenstrahl beauftragt

—> Vorheizen des Pulvers / Erdung der Grundplatte

• Eigenspannung führen zu Schichtablösung

• aufgrund Wärmedehnung Druckspannungen und Verformungen im Material

—> Scanstrategie ändern