3D打印工艺实践 电子束选区熔化（EBM）工艺 单元设计--电子束选区熔化(EBM)工艺.doc

浙江工贸职业技术学院 单元教学设计 20 —20 学年 第 学期 课程名称： 3D打印工艺实践 授课班级： 任课教师： 赵岚 所在院（系）： 材料工程系  单元序号及单元标题： 电子束选区熔化（EBM）工艺 授课班级 光机电应用技术 上课时间 2课时 上课地点 多媒体教室 教 学 目 的 掌握电子束选区熔化（EBM）技术的基本原理； 了解电子束选区熔化（EBM）技术的设备组成； 了解电子束选区熔化（EBM）成型焊室组成； 了解电子束选区熔化（EBM）操作控制系统。 教学 目标 能力（技能）目标 知识目标 掌握电子束选区熔化（EBM）技术的基本原理； 了解电子束选区熔化（EBM）技术的设备组成； 了解电子束选区熔化（EBM）成型焊室组成； 了解电子束选区熔化（EBM）操作控制系统。 重点 难点 及 解决方法 重点： 电子束选区熔化（EBM）技术的基本原理 难点： 电子束选区熔化（EBM）技术的基本原理 解决方法： 结合动画进行工艺流程的讲解。 参考资料 吴怀宇著.3D打印——三维智能数字化创造. 北京：电子工业出版社 ， 2014.01 杨继全等编著.三维打印设计与制造. 北京：科学出版社 ， 2013.11 魏青松编. 粉末激光熔化增材制造技术. 武汉：华中科技大学出版社，2013.06 [美]胡迪.利普森等编著. 3D打印技术. 北京：中信出版社 ， 2013.04 史玉升著. 粉末材料选择性激光快速成形技术及应用. 北京：科学出版社，2012.09 史玉升等编著. 激光制造技术. 北京：机械工业出版社， 2011.12 周建忠等编著.激光快速制造与应用. 北京：化学工业出版社 ， 2009.02 单元教学设计基本框架 第一部分：组织教学和阐述本部分知识的总体概况 （时间：2分钟） 1、回顾选择性激光熔化（SLM）工艺的概念及基本原理，为引入本次课的学习打下基础。 2、总述本次课学习电子束选区熔化（EBM）工艺的基本原理、设备组成、典型设备的成型焊室组成及操作控制系统。。 第二部分：学习新内容 【步骤一】说明主要教学内容、目的 （时间：3分钟） 教学内容：电子束选区熔化（EBM）工艺的基本原理、设备组成、典型设备的成型焊室组成及操作控制系统。 教学目的：掌握电子束选区熔化（EBM）技术的基本原理；了解电子束选区熔化（EBM）技术的设备组成；了解电子束选区熔化（EBM）成型焊室组成；了解电子束选区熔化（EBM）操作控制系统。 【步骤二】 新知识的引入 （时间：20分钟） 电子束选区熔化（EBM）技术的基本原理 电子束选区熔化技术（Electron Beam Melting，EBM）是20 世纪90 年代中期发展起来的一种金属零件3D 打印技术。瑞典Arcam 公司是全球最早开展EBM 成形装备研究和商业化开发的机构。2001 年Arcam 公司在粉末床上将电子束作为能量源，进行研究，并在2002 年制备出EBM 技术的原型机，2003 年推出了全球第一台真正意义上的商业化EBM 装备，目前该公司有Q10、Q20 A2、A2X等不同型号的EBM 成形设备。 成型原理是：在真空箱内以电子束为能量源，电子束在电磁偏转线圈的作用下由计算机控制，根据零件各层截面的CAD 数据有选择地对预先铺好在工作台上的粉末层进行扫描熔化，未被熔化的粉末仍呈松散状，可作为支撑。一层加工完成后，工作台下降一个层厚的高度，再进行下一层铺粉和熔化，同时新熔化层与前一层熔合为一体。重复上述过程，层层堆积直到整个零件全部完成，最后，从真空箱中取出，用高压空气吹出松散粉末，得到所需的三维零件。 【步骤三】新知识的引入 （时间：20分钟） 电子束选区熔化（EBM）技术的设备组成 我们以清华大学研制、广西狮达有限公司组装的EBM-200型号为例，具体讲解一下电子束选区熔化（Electron Beam Melting，EBM）的主要设备组成。 电子束选区熔化（EBM）系统主要有电子枪、成型焊室、控制平台和高压管理系统四部分所组成。如图中看到的是EBM-200型的电子束选区熔化整体设备。 【步骤四】新知识的引入 （时间：20分钟） 电子束选区熔化（EBM）的成型焊室组成 成型焊室。它主要可以分为观察窗、铺粉设备