日前，天津清研智束科技有限公司利用我國自主研發的22電子槍陣列，完成了直徑400mm鈦合金零件的打印，標誌著我國在全球率先實現了大幅麵電子槍陣列掃描，為(wei) 進一步實現大尺寸電子束選區熔化（EBSM）技術奠定了堅實的基礎。

圖1 電子槍陣列掃描製備的鈦合金零件（直徑400mm）

電子束選區熔化(Electron Beam Selective Melting，EBSM) 是一種基於(yu) 高能電子束的粉末床熔融增材製造技術，可以用於(yu) 空心、多孔、網格等複雜整體(ti) 結構的加工製造，實現產(chan) 品結構輕量化和高性能化。

EBSM技術具有能量效率高、功率大、粉末床溫度高、製件內(nei) 應力低等特點，可實現鈦合金、鈦鋁合金、高溫合金、難熔金屬等高性能、難加工材料複雜構件的增材製造，且成形效率高、成本低，可以滿足規模化量產(chan) 、應急狀態的快速響應製造需求，已經被歐美國家應用於(yu) 航空航天、醫療器械等行業(ye) 金屬零部件的規模化製造。但EBSM設備和工藝的難度較高，目前隻有少數國家掌握，而且都為(wei) 單電子槍技術，成形幅麵小，成形零件尺寸受限，難以滿足航空航天大型構件製造的需求。

十三五期間，天津清研智束科技有限公司與(yu) 清華大學、中科院電工所等單位合作，承擔了科技部增材製造與(yu) 激光製造重點研發計劃“大功率、長壽命、多模式電子槍及陣列研製與(yu) 增材製造中的應用”項目。在項目支持下，突破了國產(chan) 長壽命、高穩定性電子槍設計製造技術，研製成功配備22電子槍陣列的大幅麵EBSM研究驗證樣機，解決(jue) 了槍間幹擾、掃描拚接、多槍集成等技術難題。經過項目團隊的刻苦攻關(guan) ，在全球首次實現了基於(yu) 電子槍陣列的大尺寸鈦合金零件EBSM成形，使我國在此領域走到了世界前列。

圖2 配備2x2電子槍陣列的大幅麵EBSM研究驗證樣機（掃描幅麵430mmx430mm）

電子槍陣列技術的突破，不僅(jin) 意味著我國在大尺寸EBSM增材製造技術上取得了關(guan) 鍵性的技術進步，而且表明我國已全麵掌握了EBSM技術，特別是EBSM工業(ye) 化應用依賴的高精度、高可靠性電子槍係統實現了自主可控，為(wei) EBSM這一高效、高性能的增材製造技術在我國的工業(ye) 化應用提供了保障。

此次項目的牽頭單位——天津清研智束科技有限公司自主研發的3kW單晶陰極電子槍的陰極壽命已達到800小時以上，達到了國際同類產(chan) 品的水平。同時，為(wei) 保障電子槍陣列掃描，該公司還研發了電子槍狀態監控、電子槍自診斷自恢複以及加工參數實時修正等功能，確保了多槍複雜係統的穩定運行。

據了解，清研智束公司成立於(yu) 2015年，依托清華大學天津高端裝備研究院，專(zhuan) 注於(yu) EBSM技術，已針對科研機構、骨科醫療器械製造企業(ye) 、航空航天製造企業(ye) 等客戶推出三大係列6個(ge) 型號國產(chan) EBSM設備，在國內(nei) 外主流企業(ye) 應用並得到充分認可。其中，QbeamAreo350-700為(wei) 目前全球最大的商業(ye) 化EBSM設備，最大成形尺寸達到350mmx350mmx700mm，打印620mm高的零件僅(jin) 需130小時。

商業(ye) 化EBSM設備的快速推廣以及電子槍陣列技術的突破，標誌著清研智束公司在電子束選區熔化金屬增材製造技術工業(ye) 化應用上取得了重要的進展，並逐步建立起了自主可控、自主創新的技術體(ti) 係，為(wei) 增材製造技術在我國相關(guan) 領域的普及應用提供有力保障。