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淺談3D打印，探索隱藏在顛覆性技術背后的真空奧秘

（2024年11月23日更新）

3D印刷技術又稱增材制造（Additive manufacturing），它是一種基于數字模型文件逐層疊加粘合材料構建現實三維物體的技術。我們可以把這個過程比作糖人制作：大師用熱熔糖漿繪制各種圖案，糖漿是一種粘合材料，通過冷卻和堆疊形成三維糖人。

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作為決定未來經濟的12大顛覆性技術和第三次工業革命的引擎之一D印刷標志著從傳統制造向智能制造的巨大產業變革，廣泛應用于建筑、醫療、航空航天、汽車制造等制造領域。3D通過不斷的技術變革，印刷引發了新的技術革命浪潮。在這種顛覆性制造技術的發展背后，需要真空技術的加持。

電子束熔融EBM應用真空技術

提到金屬的3D我們將討論電子束的熔融（EBM）了。這是一種由金屬粉末制成的特殊添加劑制造技術，由于技術或經濟原因，可以生產傳統金屬加工工藝無法生產的高度復雜的部件，生產效率極高。雖然該工藝與選擇性激光熔融（SLM）類似，但相比之下SLM使用的激光束，EBM電子束是能源。因此，這一過程必須在真空環境中實現。

左圖:金屬粉制成的3D打印飛機渦輪發動機，右圖：使用EBM植入物打印示例

真空技術在EBM為了保證整個過程的穩定性和可靠性，工藝中起著多種作用。具體如下：

● 防止電子束與氣體顆粒碰撞偏轉，實現精確的熔化過程。

● 防止在熱金屬中形成氣泡，在真空下打印部件可達到理想的脫氣效果，形成均勻光滑的金屬層。

● 防止熔融金屬粉末氧化，打印后可直接回收大量非熔化粉末，避免加熱時粉末生銹。

● 在真空環境中，粉末通過分裂電子束在多個位置熔化，從而加速打印過程。

● 進行精確的氣體泄漏檢測，確保密封和安全。

滿足以上要求EBM對生產技術的要求需要各種真空設備的支持。

電子束熔融

普發真空作為世界領先的真空設備供應商之一，為電子束熔融技術提供了全面的產品組合，支持抽真空、真空測量、真空計校準和泄漏檢測EBM正常運行的生產過程。

為電子束熔融提供全系列產品組合

抽真空對于EBM制造室和電子束槍都非常重要。抽真空過程需要非常快的速度來縮短準備時間，這對真空設備的極限真空和解吸率有很高的要求。普發真空可用EBM提供包括前級泵和高真空泵在內的優秀真空泵組HiPace渦輪分子泵系列產品在制造室抽真空領域的應用已經非常成熟。

真空抽真空后，需要專業設備測量壓力，以確保壓力要求，即真空測量。普發真空RPT 200型和HPT 200型真空計的組合可以滿足對電子束無磁場干擾的精度和要求，可以用來測量高真空泵的前真空壓力。此外，對真空計定期進行校準EBM長期工藝穩定性至關重要。普發真空研發的校準泵組具有基本和專業的型號ISO 3567標準能滿足真空計校準的不同需求。

當然，真空需要良好的密封才能真正保證EBM過程中的真空度。為了實現EBM對于累計泄漏率的要求，系統需要進行泄漏檢測，氦氣檢漏儀將出現在這里。普發真空可以為不同的應用程序需求提供普遍的應用程序ASM 340檢漏儀或緊湊便攜ASM 310檢漏儀。

除上述四個環節外，普發真空也可用EBM為其他真空設備和組件提供定制服務。

目前在3D在印刷過程中，金屬材料的利用率越來越高，這推動了3D打印擴展到高端制造市場。普發真空將全力支持這場全球技術革命，并以領先的真空解決方案幫助3D打印制造商突破傳統制造業的局限性，從制造向智能制造過渡，實現新一代高科技創新。