電子束熔化（EBM）是粉末床熔化系列的一部分。顧名思義，它與鐳射粉末床熔合（LPBF）不同，它使用電子束熔合金屬顆粒，並逐層生成所需的零件。該工藝於2002年由瑞典公司Arcam推向市場，從而能夠建立複雜且具有高抵抗力的結構。請注意，Arcam於2016年被GE Additive收購，並且是迄今為止唯一基於此流程銷售機器的機構。

因此，LPBF技術的主要區別在於所使用的熱源。在這裡，EBM技術使用電子槍產生的電子束。後者在真空下從鎢絲中提取電子，並以加速的方式將其投射到3D印表機建築板上沉積的金屬粉末層上。這些電子將能夠選擇性地熔化粉末，從而產生零件。

電子束熔化過程

一切都始於您要建立的零件的3D建模。您可以使用CAD軟體對其建模，透過3D掃描獲得它或下載您選擇的模型。然後將3D模型傳送到切片軟體（也稱為切片器），該軟體將根據沉積材料的連續物理層對其進行切割。然後，切片器會將所有這些資訊直接傳送到3D印表機，然後3D印表機可以開始其製造過程。可以將金屬粉末裝入機器內的儲罐中。它將沉積在薄層中，在被電子束熔化之前將被預熱。特別是，此步驟可為零件的3D列印懸臂區域。然後，機器將根據需要重複這些步驟多次，以獲取整個零件。

一旦製造過程完成，操作員便從機器上取下零件，並用吹槍或刷子將未融化的粉末去除。然後，可以卸下列印支架（如果已使用過），並從構建板上拆下零件。後列印步驟可以包括機械加工與其它零件接觸的表面，拋光等。在某些情況下，可能有必要在烤箱中將零件加熱幾個小時以釋放由製造過程引起的應力。

注意，所有制造都必須在真空下進行，以正確操作電子束。這也可以防止粉末在加熱時氧化。在生產過程結束時，大部分未熔化的粉末幾乎可以直接重複使用。不難理解，這代表了製造商的興趣，特別是在航空領域，在這種情況下，經常會發生的情況是，實際上只有20％的採購材料用於生產最終零件，其餘的則透過機械加工去除並送去回收。

材料與應用

由於該過程基於電荷原理，因此所使用的材料必須具有導電性。沒有這個，電子束和粉末之間就不會發生相互作用。因此，用電子束在技術上不可能製造聚合物或陶瓷零件，而只能使用金屬。如今，主要使用鈦和鉻鈷合金-Arcam限制了相容材料的範圍。實際上，要被允許使用或測試另一種材料，使用者必須接受付費培訓並獲得他們認為合適的使用機器的授權。

EBM技術主要用於航空和醫療應用，尤其是植入物設計。鈦合金特別有趣，因為它們具有生物相容性和機械效能，它們可以提供輕便性和強度。該技術被廣泛用於設計渦輪葉片或發動機零件。電子束熔化技術將比LPBF技術更快地製造零件，但由於粉末的顆粒度更高，因此該過程的準確性較差，並且光潔度較低。

鐳射還是電子束？

對金屬3D列印感興趣的製造商會定期問這個問題。答案主要取決於您感興趣的應用程式，因為每個過程都有其優點和侷限性。

長處

製造速度。電子束可以分開以同時在多個位置加熱粉末，從而顯著加快了生產速度。而鐳射必須逐點掃描表面。

在功率熔化之前對其進行預熱可以限制變形，從而減少了製造過程中對加強件和支撐件的需求。

短處

精確。在粉末水平上，電子束比鐳射束稍寬，這會降低精度。

可以製造的零件的尺寸。Arcam最大的構建體積（在Q20機器上）為直徑350毫米，高度380毫米。另一方面，鐳射機（例如X線概念鐳射）的製造量至少是其兩倍。

Arcam是唯一的EBM 3D列印機制造商