非接觸式靜電鋪粉技術(shù)，Electroplaning讓金屬3d打印不需要刮刀

2024年9月23日，南極熊獲悉，精密粉末處理技術(shù)領(lǐng)先者Powder Motion Labs公司推出了一種名為Electroplaning™的鋪粉技術(shù)，該技術(shù)可使粉末床平滑和平整，從而實(shí)現(xiàn)更可靠的3D 打印，與之配套的精密粉末進(jìn)料器則可為各種制造工藝分配和計(jì)量粉末材料。

這項(xiàng)由Powder Motion Labs開(kāi)發(fā)的尖端鋪粉方法有望徹底改變激光粉末床熔融（Laser Powder Bed Fusion，LPBF）技術(shù)的現(xiàn)狀，為整個(gè)行業(yè)帶來(lái)重大變革。

Powder Motion Labs 的 Electroplaning™ 技術(shù)可實(shí)現(xiàn)非接觸式鋪展、整平和壓實(shí)粉末顆粒。與傳統(tǒng)的機(jī)械整平方法不同，Electroplaning™ 利用靜電力從遠(yuǎn)處操縱粉末顆粒。這意味著粉末床中的突出部分不會(huì)損壞或磨損整平機(jī)制。

△基于Electroplaning™技術(shù)的LPBF機(jī)器鋪粉過(guò)程展示

非接觸式刮涂機(jī)解決方案——Electroplaning™

Powder Motion Labs的技術(shù)已在粉末床熔融機(jī)上實(shí)施和測(cè)試，并被證明可以大幅提高打印可靠性。Electroplaning™ 不受粉末床上方突出的部件的影響，這意味著不會(huì)有磨損或損壞的刮刀破壞打印。該技術(shù)的推出可用于替代或增強(qiáng)現(xiàn)有LPBF裝備上的機(jī)械涂覆裝置，具有以下優(yōu)勢(shì)：

平整和壓實(shí)粉末

不受突出或彎曲部件的影響

輕松改裝到現(xiàn)有系統(tǒng)

不需要?dú)怏w或真空

工作原理

Powder Motion Labs的Electroplaning™ 技術(shù)的核心是電極。電極負(fù)責(zé)對(duì)粉末床進(jìn)行整平和壓實(shí)操作。電極的長(zhǎng)度只需與粉末床的寬度相同，即可覆蓋整個(gè)床的表面積。通常，電極位于粉末床上方幾毫米處，以獲得最佳性能。

對(duì)于從上方將粉末供應(yīng)分配到粉末床上的情況，Electroplaning™ 電極通常可以放置在料斗的正下方，分配鼓的后面。

首先，粉末通過(guò)分配滾筒粗略地分配到床上。然后，當(dāng)電極經(jīng)過(guò)床時(shí)，它會(huì)將其弄平并壓實(shí)，從而形成一層完美的新粉末層。

△Electroplaning™ 增強(qiáng)系統(tǒng)

許多現(xiàn)有的粉末床增材制造機(jī)器在打印床旁邊設(shè)有粉末供應(yīng)裝置。傳統(tǒng)的刮刀將粉末從粉末供應(yīng)裝置推到打印床上。對(duì)于這些類(lèi)型的機(jī)器，Electroplaning™ 增強(qiáng)解決方案可能非常有效。

Electroplaning™ 增強(qiáng)系統(tǒng)除了 Electroplaning™ 電極外，還配有傳統(tǒng)的刮刀或滾筒。如果刮刀或滾筒在打印過(guò)程中受損，Electroplaning™ 會(huì)糾正錯(cuò)誤并重新調(diào)平床面，防止刮刀進(jìn)一步受損并繼續(xù)打印。

事實(shí)上，由于電極的整平作用，通�？梢杂么炙⒋�替重涂刀片或滾筒。刷子將粉末粗略地鋪到位，同時(shí)仍能抵抗突出部件的磨損和損壞，而 Electroplaning™ 則提供精確的整平和壓實(shí)。

南極熊已經(jīng)找到相關(guān)專(zhuān)利文件，感興趣可下載

• US11607846使用交流電平整粉末床頂面的重涂機(jī).pdf (2.47 MB, 下載次數(shù): 157)
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• US10226780帶振動(dòng)輔助的靜電送粉器.pdf (1.87 MB, 下載次數(shù): 129)
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• US10080615用于將部件臨時(shí)安裝到骨骼上的裝置.pdf (1.8 MB, 下載次數(shù): 106)
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• US11612940.pdf (3.36 MB, 下載次數(shù): 134)
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• US11772164.pdf (4.37 MB, 下載次數(shù): 133)
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• US11872754.pdf (2.81 MB, 下載次數(shù): 142)
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配套裝置：粉末送料器和X2 粉末供給系統(tǒng)

Powder Motion Labs的專(zhuān)利核心技術(shù)在于利用靜電力來(lái)操縱粉末顆粒，從而提供平穩(wěn)一致的粉末流動(dòng)。Electroplaning™技術(shù)的配套的專(zhuān)利粉末進(jìn)料器具有近乎即時(shí)的開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)間，以及出色的粉末進(jìn)料速率重復(fù)性，所有這些都在一個(gè)只有傳統(tǒng)粉末進(jìn)料器一小部分大小的設(shè)備中實(shí)現(xiàn)。Powder Motion Labs的送粉器能夠滿(mǎn)足各種工藝的需求，包括：

激光金屬沉積

熱噴涂

激光熔覆

焊接

粉末化學(xué)品的處理、配料和加工

X2 系統(tǒng)由兩個(gè)組件組成：控制器和送粉器芯�？刂破髟O(shè)計(jì)為方便地安裝在標(biāo)準(zhǔn) 19 英寸機(jī)架或桌面上，而送粉器芯可放置在客戶(hù)工藝附近或直接放置在客戶(hù)工藝上。

X2 系統(tǒng)的尺寸僅為典型粉末進(jìn)料器的一小部分，其設(shè)計(jì)充分考慮了易于集成的特點(diǎn)。核心大約有壘球大小，料斗有多種尺寸可供選擇，因此可以無(wú)縫集成到現(xiàn)有系統(tǒng)中。

標(biāo)準(zhǔn)控制器能夠控制兩個(gè)核心，僅占用 4U 機(jī)架空間�？刂破骶哂幸子谑褂玫挠|摸屏界面以及外部串行控制接口。此外，X2 核心具有內(nèi)置光學(xué)粉末流量傳感，可在控制器顯示屏上以圖表形式查看。

具體的技術(shù)規(guī)格見(jiàn)下表：