我国研究EBM的专家：清华大学机械工程系林峰教授
电子束熔化是一种3D打印技术，它利用电子束将金属粉末熔合在一起以制造零件。《3D打印商情》小编将在本文里简要解释这一技术是如何工作的，并指出它的优缺点，展示它的用途，希望能助您初步了解这一技术。
01、什么是电子束熔化？
电子束熔化(EBM)是一种非常类似于SLS的3D打印技术，但EBM又有两个不同之处——能量来源于电子束而不是CO2，所使用的材料是导电金属，而不是热塑性聚合物。
具体而言，EBM通常使用钛合金，无法打印塑料或陶瓷部件。这是由于整个过程所依据的电荷决定的。
EBM之所以需要导电金属，是因为该技术本身是基于电荷的。换句话说，电荷负责使粉末与电子束发生反应，从而使粉末固化。
下文我们将更深入地介绍EBM，包括它的工作原理、优缺点，以及一些理想的应用领域。
02、电子束熔化工艺
EBM 3D打印零件后处理
所有EBM 3D打印机都包括一个能发射电子束的能源、一个粉末容器、一个送粉器、一个粉末再涂机和一个加热的建造平台。打印过程是在真空中进行的，这样生产就可以在严格控制的条件下进行。更准确地说，真空主要是为了防止粉末在高温下氧化。
EBM 3D打印过程开始于用所需的金属粉末填充粉末仓。完成后，粉末箱被放置到3D打印机，在那里开始加热阶段。在打印之前，需要把粉末加热到恰好低于其熔点。
3D打印本身从粉末再涂布机开始，它将一层预热粉末沉积到构建平台上。一旦粉末凝固，电子束熔化就开始了。电子束由一组电磁线圈控制，这些线圈精确地将电子束指向构建平台的所需点。电子束在熔化粉末时选择性地移动，使粉末颗粒融合在一起。
完成一个层后，构建平台向下移动一个层的高度。再涂布机再次带着一层新的粉末进入，电子束开始诱导粉末粒子的融合，导致新的层的形成……重复这一过程直到整个部件完成。
03、电子束熔化后处理
从EBM打印零件中去除粉末
当完成后，零件不会立即可见，因为他们在粉末桶内被非烧结粉末覆盖着，必须先移除非烧结粉末。
1、畸变
由于EBM 3D打印过程被高温包围，零件本身暴露在应力中，这可能导致变形。虽然周围的非烧结粉末在打印过程中为零件提供支撑，但作用还不够。
由于存在扭曲的风险，EBM需要支撑结构。支撑件是由与零件本身相同的材料制成的。
当零件最终完成时，将粉末仓从3D打印机中取出。尽管零件已经制造完成，但你暂时还不能使用该零件。
2、热处理
由于零件中存在分子应力，所以含有这些零件的粉末仓经过打印后用热处理——热处理确保应力的消除，从而降低了变形的风险。热处理还有助于提高零件的力学性能。
经过热处理后，使用压缩空气使部件从粉末中显露出来。如果部件带有支撑结构，则在压缩空气清除粉末后将其移除。
3、支撑
由于支架是由金属制成的，所以它们相当坚固。正因为如此，对于金属3D打印来说，移除支撑是一个普遍需要面对的问题。与其他金属3D打印技术一样，支撑结构通常远离零件加工。
在支撑最终被移除后，如果需要，可以使用传统技术对EBM部件进行抛光、涂覆甚至进一步加工。
04、电子束熔化优点与缺点
EBM 3D打印赛车组件
就像其他3D打印技术一样，EBM也有其优点和缺点。
1.优点
·高密度的基础上完全熔化粉末——电子束实现了粉末的完全熔化，确保了较高的部件密度，也因此确保了强度。
·由于密度高，强度高。与其他金属3D打印技术相比，被认为具有最佳的强度。
·更快速的打印工艺。
·非烧结粉末可回收利用。
·由于处于真空状态，翘曲的风险较低。
2.缺点
·打印量小(最大直径350毫米，高度380毫米)；
·不太准确，因为激光聚光灯稍微宽一点；
·有限的材料选择(仅钛或铬钴合金)；
·需要技巧与耗时的后处理；
·昂贵的机器和材料(300美元+/公斤)
05、电子束熔化工业与应用
EBM 3D打印颅骨植入物
关于EBM 3D打印机的一个有趣的事实是，只有一家公司生产这种打印机——Arcam EBM，这是一家GE Additive公司，当然，它自然就是EBM领域的一个领导者。
EBM 3D打印机的价格很高。我们不知道确切的价格，因为它是不公开的。
由于EBM 3D打印机和粉末是昂贵的，因此该技术尚未用于大规模生产一点也不奇怪，它主要被用来制造一些小系列的零件，这些零件通常具有复杂的结构。
正如您对用于制造高强度金属部件的技术所期望的那样，它已被用于许多领域。EBM已经在医学、航空和汽车等行业中得到了应用。
值得一提的是，EBM应用程序诞生于医疗行业。有了EBM，就有可能生产出功能齐全的定制颅骨植入物。由于EBM部件通常很坚固，这个部件肯定和头骨一样坚固甚至更强。
来源：3D打印商情
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