清華林峰教授團隊綜述：電子束粉末床熔融增材制造及其在中國的發(fā)展

來源：特種鑄造

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

增材制造（AM）被認為是一項關(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，中國已經(jīng)取得了重要的里程碑，成為相關(guān)機械和產(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)取得了顯著進展，但仍然面臨提高成形精度、擴大成形尺寸、提升表面質(zhì)量和提高加工穩(wěn)定性方面的挑戰(zhàn)。

近日，清華大學林峰教授團隊綜述了電子束粉末床熔融增材制造及其在中國的發(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》，點擊查看原文。



未來，EB-PBF產(chǎn)業(yè)在科研和商業(yè)應用方面研究的關(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，同時提高可擴展性；（2）提高電子槍的加速電壓，提高束斑精度，延長電子槍壽命；（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）利用仿真預測模型，將仿真結(jié)果與零件性能進行聯(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，并建立粉末復用次數(shù)的標準以保證成形質(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。