在3D打印直接制造中,电子束选区熔化技术的定义及优缺点有哪些? 专业塑料问答平台
电子束选区熔化技术（electron beam selective melting，EBSM）是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。
下图为电子束选区熔化成型原理示意图，上位机的实时扫描信号经数模转换及功率放大后传递给偏转线圈，成型过程在真空室中进行，电子束在对应的偏转电压产生的磁场作用下偏转，进而选择性熔化成型平台上的金属粉末，逐层堆积成型。
该技术无需扫描机械运动部件，电子束移动方便，可实现快速偏转扫描功能。由于电子束的能量利用率高，熔化穿透能力强，可加工材料广泛等特点，使EBSM在人体植入、航空航天小批量零件、野战零件快速制造等方面具独特的优势。
EBSM技术的优点包括：①成型过程不消耗保护气体：完全隔离外界的环境干扰，无需担心金属在高温下的氧化问题。②无需预热：由于成型过程是处于真空状态下进行的，热量的散失只有靠辐射完成，对流不起任何作用，因而成型过程，热量能得到保持，温度常维持在600-700℃，没有预热装置，却能实现预热的功能。③力学性能好：成型件组织非常致密，可达到100%的相对密度。由于成型过程中在真空下进行，成型件内部一般不存在气孔，成型件内部组织呈快速凝固形貌，力学性能甚至比锻压成型试件都要好。④由于在真空环境中成型，成型件没有其他杂质，原汁原味地保持着原始的粉末成分，这是其他快速成型技术难以做到的（如在SLM中，即使采用充氩气保护，仍有可能因成型室气密性不强或保护气纯度不够引进新的杂质）。⑤成型过程可采用粉末作为支撑 ，一般不需要额外添加支撑。这就省去了成型前CAD数据准备时需添加支撑，成型后需去除支撑工作，大大节省了成型时间。
EBSM技术也存在以下缺点：①受制于电子束无法聚到很细，该设备的成型精度还有待进一步提高。②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。③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。④真空室的四壁必须高度耐压，设备甚至需采用厚度达15mm以上的优质钢板焊接密封成真空室，这使整机的重量比其他3D打印直接制造设备重很多。⑤为保证电子束发射的平稳性，成型室内要求高度清洁，因而在成型前，必须对真空室进行彻底清洁，即使成型后，也不可随便将真空室打开，这也给工艺调试造成了很大的困难。⑥由于采用高电压，成型过程会产生较强的X射线，需采取适当的防护措施。