技术成型及应用8.3 电子束选区熔化

8.3.1 EBSM成型技术工艺原理
在真空室内，电子束在偏转线圈驱 动下按CAD／CAM规划的路径扫描。
熔化预先铺层的金属粉末；完成一 个层面的扫描后，工作箱下降一个 层高。
铺粉器重新铺放一层粉末，电子束 再次扫描熔化，如此反复进行，层 层堆积，直接成形制造出需要的零 件。
8.3.2 EBSM成型技术的工艺特点
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本节知识 点
1 电子束选区熔化技术的工艺原理
2 电子束选区熔化技术的工艺特点
3 电子束选区熔化技术的工艺过程
课程导入
思考：
波音公司生产的钛合金航空发动机叶轮
1. 请说出图中模型是哪种成型技术？此种成型技术主要应用在哪些领域？
2. 此项成型技术与SLM技术有和区别？
课程学习8.3 电子束Fra bibliotek区熔化技术8.3.3 SLM成型技术的工艺过程
EBSM成型技术从数字模型到金属零件
用CAD建模软件设计或者扫描获取零件的 三维文件（如 STL 格式文件）
用分层软件将数字三维文件分为设定层厚 的文件层片，格式为CLI（Common Layer Interface），分层文件中包含着填 充线的间距，电子束扫描轨迹等信息。
国内
电子束粉末熔融快速成形方面，清华大学与 桂林电器科学研究所合作研制了试验设备， 用于基础实验研究，目前仍处于实验室研究 阶段。
幸福曼德智能工程技术公司引进的其外方合 作伙伴瑞典Arcam 公司S12 型设备，主要生 产医用钛合金关节头，工艺较为成熟。
& 课堂作业
思考 EBSM 技术主要工艺有几个步骤？
金属零件成型。 在成型结束后，取出零件，去除金属粉末。
知识拓展
EBSM技术应用
典型代表是瑞典Arcam 公司的S12。该公司目前 以制造EBSM 设备为主，兼顾成形技术开发。
现在，生物医学植入物方面的研究已较成熟，航空 航天及汽车等领域也在积极开展研究。美国波音机 器人工厂及NASA Marshall 空间飞行器中心的研 究方向，是飞行器及火箭发动机结构制造以及月球 或空间站环境下的金属直接成形制造。右图为波音 公司生产的钛合金航空发动机叶轮。
优点
（1）成型过程不消耗保护气体。
（2）无需预热。 （3）力学性能好。
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（4）由于在真空环境中成型，成型件没有其他杂质。
（5）加工面积可以很小，是一种精密微细的加工方法。
（6）成型过程一般不需要额外添加支撑。
缺点
（1）成型前需长时间抽真空，便得成型准备时间很长；且 抽真空消耗相当多电能，总机功耗中，抽真空占去了大部分 功耗。 （2）成型完毕后，由于不能打开真空室，热量只能通过辐 射散失，降温时间相当漫长，降低了成型效率。 （3）需要一套专用设备和真空系统，价格较高。
全称与简称：electron beam selective melting/EBSM 20世纪90年代中期发展起来的一种采用高能高速的电子束选择性地轰击金属粉末，从
而使得粉末材料熔化成型的增材制造技术。 具有能量利用率高、无反射、功率密度高、扫描速度快、真空环境无污染、低残余应
力等优点,特别适合活性、难熔、脆性金属材料的直接成形,在航空航天、生物医疗、 汽车、模具等领域具有广阔的应用前景