高能束流(High Energy Density Beam,HEDB)加工技术是利用激光束、电子束、离子束和高压水射流等高能量密度的束流(其中高压水射流是冷切割加工技术),对材料或构件进行特种加工的技术。它的主要技术领域有激光束加工技术、电子束加工技术、离子束和等离子体加工技术以及高能束流复合加工技术等。
高能束流加工具有如下常规加工方法无可比拟的优点:
1)能量密度极高,可以实现厚板的深穿透加工、焊接和切割,一次可焊透300mm厚的钢板。
2)可聚焦成极细的束流,达到微米级的焦点,用于制造微孔结构和精密刻蚀。
3)可超高速扫描(速度达900m/s),实现超高速加热和超高速冷却(冷却速度达104℃/s),可以进行材料表面改性和非晶态化,实现新型超细、超薄、超纯材料的合成和金属基复合材料的制备。(https://www.xing528.com)
4)能量密度可在很大范围内进行调节,束流受控偏转柔性好,可进行全方位加工。
5)适合于金属、非金属材料加工,可实现高质量、高精度、高效率和高经济性加工。
高能束流熔覆技术是采用高能束流作为热源,使金属基体表面的填料及基体表层同时并快速凝固后形成稀释度极低并与基体材料成冶金结合的表面涂层,从而显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电器特性等的工艺方法。
在成型制造领域,基于增材制造技术的堆积方式,高能束流作为热源进行粉末材料叠层熔覆并逐层累积进行金属零件的直接制造技术得到了迅速发展。目前已取得成功应用的有粉末选区激光熔化技术(Selective Laser Melting,SLM)、激光近净成型技术(Laser Engineered Net Shaping,LENS)、电子束熔炼技术(Electric Beam Melting,EBM)等。
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