专业采访

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工业设备 - 电子束
金属3D打印机

3D增材制造项目
技术组副组长
TS

改变制造业
下一代3D打印机
成为新JEOL的标志性产品

日本在3D打印领域落后，但目前正在进行一个国家项目，JEOL在其中发挥着重要作用。它是下一代电子束金属 3D 打印机。这是一种利用电子束将金属粉末熔化并成型的装置，这在世界上是罕见的。原型机的开发已经完成，目标是在 2019 年底将其商业化。

使用电子束增材制造金属粉末

通常使用的 3D 打印机使用光来硬化和分层树脂来创建模型，但 JEOL 目前正在开发的 3D 打印机是一种使用电子束熔化金属粉末的增材制造设备。尽管有使用激光束的设备，但电子束是一种革命性的产品，世界上只有一个竞争对手。
副主任 TS 是下一代电子束金属 3D 打印机项目组技术组的副组长。
``在国外，金属3D打印机已经开始制造客机的发动机零件。由于3D打印机可以一体成型，因此零件数量可以从传统方法的十分之一减少到百分之一，并且当包括检查过程时，可以显着降低成本。因此，日本在开发工业3D打印机方面一直落后。再这样下去，我们将在世界制造趋势中落后。因此，我们在2014年启动了开发下一代工业3D打印机的国家项目，我们正在参与电子束方法的开发团队。
这个国家项目的正式名称是“技术研究协会下一代3D增材制造技术开发组织”，俗称“TRAFAM”。
与激光束相比，电子束具有更高的热效率，可以更快地熔化金属材料，从而提高产量。它还可以熔化激光难以使用的材料。目前，JEOL使用的是钛基合金粉末，其熔点高、耐腐蚀性强、强度大。

开发电子枪的心脏

TS 2015年调到现在的部门，负责开发发射电子束的电子枪，这是电子束金属3D打印机的心脏。由于需要高功率，无法使用该公司现有的电子枪。
“我们需要开发一种新的高功率电子枪，但问题是当功率增加时，金属粉末会产生气体（金属蒸气）。这种气体会损坏电子枪。”
电子束装置安装在称为真空室的高真空容器中，以防止电子被气体分子散射。这个室内产生的气体是你的敌人。 TS他说，当他改进了机制并能够抑制气体的影响时，他感到很高兴。
而且，电子束的照射部分温度很高，因此只要停止几秒钟，它就会穿透钢制平台并破坏腔室。在这个安全机制建立之前，我一直在监控设备，甚至得到加班许可，在实验室呆到半夜。''
但是，在电子枪开发方面，仍然不错，因为 JEOL 拥有积累的技术诀窍。问题是开发一种熔化金属粉末的工艺。我们内部没有这种技术。
“我们在开发熔化工艺时遇到了非常困难的时期，但我们通过在开发团队中增加几位材料专家来克服这个困难。”

支持日本制造业的技术

克服这些困难后，增材制造在开发开始大约一年后成为可能。 TS暂时能够跨过这个高坎，心里松了口气。
我们制作了管状和棒状原型并进行了各种测试。从那时起，又花了两到三年的时间将产品改进到可以商业化的程度。
“开发团队中有很多年轻员工，所以每个人都有自己的意见，很难将它们放在一起。但是，有意见才能做出更好的产品。我真的很高兴我们能够将其变成一个设备。”
当被问及在开发过程中是否感到压力时，TS回复:
“当然，我感到一种责任感，因为我们在开发上花费了大量资金。但是，我每天都很高兴，很高兴看到产品取得成果，认为它将成为新 JEOL 的象征性产品和支持日本制造的技术。”
为了创建商业产品，需要进行一系列小的改进。直到现在，他们仍在不懈地努力稳定电子束，始终密切关注微小的变化。
“即使是最轻微的东西也会氧化电子束源，降低其性能，因此，如果有哪怕最轻微的不适感，都必须立即使用 SEM（扫描电子显微镜）进行检查。重复这个过程很乏味。开发不应该乏味。”

我想被称为 3D 打印机中的 JEOL

电子束金属3D打印机计划于2019年发布。目前，世界上只有一家制造商制造类似的金属3D打印机，即使他们已经能够开发出来，但也不能固步自封。
“他们还有很长的路要走，即使产品发布后，他们也必须在客户使用的过程中不断改进。第一个模型将首先由 TRAFAM 成员公司使用，我们会根据反馈进行改进。”
这款下一代 3D 打印机最初将用于航空航天工业，预计也将扩展到汽车工业。这不仅可以显着降低成本，还可以提高性能和耐用性。它将成为日本重要的核心技术。
TS说：“未来一到三年将是决定因素。”
``最重要的是在产品发布后响应客户的反馈，快速改进它，创造出人们可以使用的产品。未来，我希望被称为``3D 打印机的 JEOL'''，TS有趣地说。
在国外，使用3D打印机的制造技术被称为“增材制造”。 Additive是附加的意思。电子束金属 3D 打印机将成为下一代增材制造技术的起点。

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