Electron Beam Melting

Our aim is to develop customized solutions for the industrial use of selective electron beam melting. The research is focusing on the further development of plant technology, the processing of high-performance materials and process-specific material development. Successful research and development activities in the field of electron beam powder bed fusion (PBF-EB) are based on decades of experience, numerical calculation tools and a wide range of cutting-edge equipment.
Eine Person in Ganzkörperschutzanzug und Handschuhen bedient Geräte in einem Labor oder Reinraum, wobei sie mit einem Metallbehälter in der Nähe einer Maschine interagiert und die Bedienelemente auf einem Bildschirm in der Nähe sichtbar sind.

Manufacturing Processes

Electron beam powder bed fusion (PBF-EB) is an additive manufacturing process in which metal powder is melted layer by layer using an electron beam. The components are manufactured directly from CAD data, which enables tool-free and fast production.

The advantages comprise improved design freedom, reduced lead times, constant component costs, efficient use of raw materials as well as fast solidification and a fine-grained microstructure. Latest PBF-EB machines enable high-resolution in-situ process observation via backscattered electrons, which can surpass the performance of conventional X-ray inspections.

Eine Person in Schutzkleidung bedient eine große Industriemaschine mit der Aufschrift Pro Beam in einer sauberen, modernen Fabrik, in der verschiedene Geräte, Kabel und Lagereinheiten sichtbar sind.
Schwarz-Weiß-Bild, das ein kreisförmiges Muster aus weißen dreieckigen Formen zeigt. Oben links steht das Wort ELO, darunter sind die x- und y-Achsen beschriftet und unten rechts befindet sich ein 30-mm-Skalierungsbalken.

Performance materials such as titanium aluminides, high-strength nickel-based alloys, refractory metals as well as reflective copper alloys and pure copper are processed.

The combination of high process temperatures and vacuum conditions reduces defect density, gas uptake and contamination ensuring high-quality components.

Ein Ausschnitt aus dem Periodensystem mit den Elementen Ti, Fe, Co, Ni, Cu, Ta und W mit ihren Symbolen, Ordnungszahlen, Atommassen, Namen und Schmelzpunkten. Titan ist mit beschrifteten Eigenschaften hervorgehoben.
Ein mikroskopisches Graustufenbild zeigt ein großes, strukturiertes, kugelförmiges Partikel mit einer rissigen Oberfläche, umgeben von mehreren kleineren, glatten Kugeln. Ein Skalenbalken unten rechts zeigt 30 Mikrometer an.

Materials characterization includes chemical analyses (e.g., spark spectrometer, GDOES, XRF, EDX, N/O/C/S analyzer, microprobe) to determine alloy composition, impurities, and elemental distribution, physical analysis (laser flash apparatus, dilatometers, buoyancy weighing) to determine thermal conductivity, thermal expansion as well as density, and optical analysis using light and scanning electron microscopy as well as laser-based particle size analysis.

Mechanical properties are measured under static, cyclic and dynamic conditions at different stress conditions and temperatures; Changes in shape are monitored by optical measuring systems, hardness and creep properties are determined via hardness testing devices and creep systems. The modulus of elasticity is precisely determined by RFDA (Resonant Frequency Damping Analysis).

Schwarzweißbild in Nahaufnahme, das ein sich wiederholendes Muster aus sechseckigen Zellen mit abgerundeten Zentren zeigt. Eine Skalenmarkierung unten rechts gibt die Größe als 1 Millimeter an.
Mikroskopische Aufnahme mit polarisiertem Licht, die längliche blaue und gelbe Mineralkristalle mit vertikaler Ausrichtung, verstreute kleine dunkle Flecken und einen Maßstabsbalken von 1 Millimeter als Referenz zeigt.

Computational methods are used to design and optimize additive manufacturing processes. The preliminary process design is based thermal calculations on a macro-scale (e.g. temperature distribution within the build envelope). Process optimization is achieved by design of experiments (DoE), regression and correlation analyses as well as multi-criteria analyses.

Wärmekarte, die die Temperaturverteilung (800-1700 K) in einem spiralförmigen Muster auf einem x-y-Gitter zeigt, wobei die Temperatur von dunkelrot nach weiß ansteigt. Die Achsen sind in Millimetern beschriftet; ein Farbbalken zeigt die Temperaturskala in Kelvin.
Ein 3D-CAD-Modell eines mechanischen Bauteils mit mehreren kreisförmigen Schichten, Ausschnitten und blau hervorgehobenen, abgewinkelten Abschnitten, die die Richtung des Luftstroms oder der Flüssigkeit anzeigen. Das Wort CAD erscheint in der oberen linken Ecke.

Would you like to learn more about our work in the Electron Beam Melting?

You might also be interested in these departments:

Discuss your project idea with us

Let’s shape the future of industry together!

Get in touch
Neue Materialien Fürth GmbH receives institutional funding from:
Logo des Bayerischen Staatsministeriums für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie, mit dem bayerischen Wappen auf der rechten Seite und blauem deutschen Text auf der linken Seite.
The image shows the European Union flag with twelve yellow stars in a circle on a blue background, next to the text EUROPEAN UNION European Regional Development Fund.