清華林峰教授團(tuán)隊(duì)綜述：電子束粉末床熔融增材制造及其在中國(guó)的發(fā)展

來源：特種鑄造

電子束粉末床熔融 (EB-PBF) 以其低應(yīng)力和高效率著稱。自 2004 年清華大學(xué)開始 EB-PBF 研究以來，中國(guó)實(shí)現(xiàn)了 EB-PBF 設(shè)備的商業(yè)化，同時(shí)也在模擬仿真、電子束與粉末相互作用和難加工材料成形等方面進(jìn)行了探索。文中綜述30多年來國(guó)內(nèi)外在 EB-PBF 技術(shù)上的研發(fā)進(jìn)展，重點(diǎn)介紹了EB-PBF在中國(guó)的發(fā)展，探索了新技術(shù)并對(duì)未來的發(fā)展提出了見解。

增材制造（AM）被認(rèn)為是一項(xiàng)關(guān)鍵的創(chuàng)新，自誕生以來就徹底改變了制造業(yè)。隨著增材制造30年間的發(fā)展，中國(guó)已經(jīng)取得了重要的里程碑，成為相關(guān)機(jī)械和產(chǎn)品部署和出口的關(guān)鍵全球參與者。近年來，EB-PBF技術(shù)作為一種極具潛力的金屬增材制造方法，在克服技術(shù)難題的同時(shí)逐步走向產(chǎn)業(yè)化，在航空航天、醫(yī)療設(shè)備等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，儼然成為金屬材料加工成形的重要手段之一。盡管該技術(shù)取得了顯著進(jìn)展，但仍然面臨提高成形精度、擴(kuò)大成形尺寸、提升表面質(zhì)量和提高加工穩(wěn)定性方面的挑戰(zhàn)。

近日，清華大學(xué)林峰教授團(tuán)隊(duì)綜述了電子束粉末床熔融增材制造及其在中國(guó)的發(fā)展，并以題為“Electron Beam Powder Bed Fusion Additive Manufacturing: A Comprehensive Review and Its development in China”發(fā)表于增材期刊《Additive Manufacturing Frontiers》，點(diǎn)擊查看原文。



未來，EB-PBF產(chǎn)業(yè)在科研和商業(yè)應(yīng)用方面研究的關(guān)鍵領(lǐng)域包括：（1）通過多槍陣列掃描，提高EB-PBF成形尺寸與效率，同時(shí)提高可擴(kuò)展性；（2）提高電子槍的加速電壓，提高束斑精度，延長(zhǎng)電子槍壽命；（3）通過引入人工智能和大數(shù)據(jù)等技術(shù)提高EB-PBF設(shè)備的集成化與智能化，降低制造成本；（4）利用仿真預(yù)測(cè)模型，將仿真結(jié)果與零件性能進(jìn)行聯(lián)系，加速材料與工藝開發(fā)；（5）開發(fā)用于EB-PBF專用的粉末，并建立粉末復(fù)用次數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)以保證成形質(zhì)量；（6）通過更多的理論研究，更深入地理解增材制造零件微觀結(jié)構(gòu)和性能之間的關(guān)系（7）探究金屬增減材混合制造的方法，提高成形精度和效率。