技术摘要：
本发明涉及一种抑制粉床电子束3D打印粉末飞溅的方法。所述方法包括以下步骤：对所述粉床的成型区间上的粉末进行第一轮电子束扫描预热；对所述粉床的预设区域上的粉末进行第二轮电子束扫描预热，所述第二轮电子束扫描预热的每一次预热电流为5mA～40mA，扫描速度为2m/s～ 全部
背景技术：
增材制造技术不仅是国际公认的新技术，也是一项关乎制造业跨越发展的战略性 技术。目前该技术已广泛应用于航空航天、生物医疗、消费电子、模具等领域。 粉床电子束选区熔化技术是一种以电子束为能量源的金属增材制造技术，其以数 字模型为基础，通过粉末床逐层铺粉、能量束选择性熔化，可实现精细复杂零件的直接成 型，是目前生物医疗、航空航天等领域的重要技术手段。 然而，在利用粉床电子束选区熔化技术进行3D打印增材制造的过程中，常常伴随 着粉床吹粉，粉末飞溅的现象。这种现象出现会导致成型零件表面质量差，内部存在孔隙， 致密度低、力学性能差等缺点。 针对如何减少粉床电子束选区熔化技术的粉末飞溅的问题，专利201910439201.4 给出了一种方案，其公开了一种钼基合金电子束增材制造方法，通过在铺粉后，对粉床进行 两次束流不同的电子束熔化，同时配合调配钼基合金粉末的粒径分布，解决电子束增材制 造中球化与粉末飞溅的问题，提高构件致密度至99.99％。 但专利201910439201 .4并未从根源上解决粉末飞溅问题，该方法的构思为：通过 第一次熔化，使原本可能会飞溅的粉末提前飞溅去除，从而保证第二次熔化不飞溅，获得平 整表面。但是，第一次熔化时，仍会带来粉末的飞溅，而且飞溅的粉末可能会散落到在其它 零件表面，造成零件表面起球。
技术实现要素：
基于此，本发明提供一种抑制粉床电子束3D打印粉末飞溅的方法，适用于很多在 打印过程中容易飞溅的合金粉末，对粉末的粒径分布也无特殊要求，打印过程中粉末基本 无飞溅，3D打印后的构件致密度高，表面粗糙度较小。 具体技术方案为： 一种抑制粉床电子束3D打印粉末飞溅的方法，包括以下步骤： 对所述粉床的成型区间上的粉末进行第一轮电子束扫描预热； 对所述粉床的预设区域上的粉末进行第二轮电子束扫描预热，所述第二轮电子束 扫描预热的每一次预热电流为5mA～40mA，扫描速度为2m/s～20m/s； 对第二轮电子束扫描预热后的所述预设区域上的粉末进行熔化； 对所述粉床的成型区间上的粉末进行第三轮电子束扫描预热。 在一些优选的实施方式中，所述第二轮电子束扫描预热的每一次预热电流为5mA ～20mA，扫描速度为3m/s～10m/s。 在一些优选的实施方式中，所述第二轮电子束扫描预热的扫描预热次数为1次～4 3 CN 111570792 A 说 明 书 2/8 页 次。 在一些优选的实施方式中，所述第一轮电子束扫描预热的每一次预热电流为10mA ～48mA，扫描速度为5m/s～35m/s，扫描时间为5s～30s。 在一些优选的实施方式中，所述第三轮电子束扫描预热的每一次预热电流为10mA ～45mA，扫描速度为5m/s～20m/s，扫描时间为5s～30s。 在一些优选的实施方式中，所述第一轮电子束扫描预热前，还包括对粉床的底板 进行加热的步骤。 在一些优选的实施方式中，所述第一轮电子束扫描预热后，还包括对所述预设区 域向外延伸0.5mm～3mm的区域上的粉末进行第二轮电子束扫描的步骤。 在一些优选的实施方式中，所述熔化的电流为5mA～20mA，扫描速率为0.5m/s～ 7m/s。 在一些优选的实施方式中，所述粉末选自316L不锈钢粉末、CoCrMo合金粉末。 在一些优选的实施方式中，所述粉末为316L不锈钢粉末，所述第二轮电子束扫描 预热的每一次预热电流为9mA～12mA，扫描速度为3m/s～6m/s。 在一些优选的实施方式中，所述粉末为CoCrMo合金粉末，所述第二轮电子束扫描 预热的每一次预热电流为9mA～12mA，扫描速度为3m/s～6m/s。 在一些优选的实施方式中，所述粉末的粒径为53μm～105μm。 在一些优选的实施方式中，铺粉的厚度为0.03mm～0.1mm。 与现有方案相比，本发明具有以下有益效果： 本发明先进行第一轮电子束扫描预热，第一轮扫描预热的对象为：成型区间上的 粉末。然后进行第二轮电子束扫描预热，第二轮扫描预热的对象为：预设区域上的粉末。并 进一步在第二轮扫描预热时，配合选择特定的扫描参数。通过以上步骤的配合，增强了铺粉 后粉末与粉床之间、粉末与粉末之间的结合力，使粉末获得一定强度，同时增强了粉末导电 性和导热性，避免粉末间形成静电聚集，熔化时电子束的产生的库仑力或轰击不易将粉末 带走。同时，在熔化的金属瞬间气化所形成的气流反冲作用也不易将粉末、熔滴带走，减少 打印过程中粉床吹粉和粉末飞溅现象。对预设区域粉床强化预热还能避免非预设区域的粉 床结块过硬，出现粉末难以去除的问题。 进一步地，熔化后，还继续对所述粉床的成型区间上的粉末进行第三轮电子束扫 描预热。一方面，对预设区域熔化后的产物进行去应力退火；另一方面，又可以对预设区域 外未熔化粉末进行热补充，防止未熔化粉末温度降低而造成下一层粉末打印过程中出现粉 床吹粉、粉末飞溅的现象。 采用上述方法，可以抑制电子束打印过程中的粉末飞溅现象，改善构件表面质量， 提升构件力学性能。
本发明涉及一种抑制粉床电子束3D打印粉末飞溅的方法。所述方法包括以下步骤：对所述粉床的成型区间上的粉末进行第一轮电子束扫描预热；对所述粉床的预设区域上的粉末进行第二轮电子束扫描预热，所述第二轮电子束扫描预热的每一次预热电流为5mA～40mA，扫描速度为2m/s～ 全部
背景技术：
增材制造技术不仅是国际公认的新技术，也是一项关乎制造业跨越发展的战略性 技术。目前该技术已广泛应用于航空航天、生物医疗、消费电子、模具等领域。 粉床电子束选区熔化技术是一种以电子束为能量源的金属增材制造技术，其以数 字模型为基础，通过粉末床逐层铺粉、能量束选择性熔化，可实现精细复杂零件的直接成 型，是目前生物医疗、航空航天等领域的重要技术手段。 然而，在利用粉床电子束选区熔化技术进行3D打印增材制造的过程中，常常伴随 着粉床吹粉，粉末飞溅的现象。这种现象出现会导致成型零件表面质量差，内部存在孔隙， 致密度低、力学性能差等缺点。 针对如何减少粉床电子束选区熔化技术的粉末飞溅的问题，专利201910439201.4 给出了一种方案，其公开了一种钼基合金电子束增材制造方法，通过在铺粉后，对粉床进行 两次束流不同的电子束熔化，同时配合调配钼基合金粉末的粒径分布，解决电子束增材制 造中球化与粉末飞溅的问题，提高构件致密度至99.99％。 但专利201910439201 .4并未从根源上解决粉末飞溅问题，该方法的构思为：通过 第一次熔化，使原本可能会飞溅的粉末提前飞溅去除，从而保证第二次熔化不飞溅，获得平 整表面。但是，第一次熔化时，仍会带来粉末的飞溅，而且飞溅的粉末可能会散落到在其它 零件表面，造成零件表面起球。
技术实现要素：
基于此，本发明提供一种抑制粉床电子束3D打印粉末飞溅的方法，适用于很多在 打印过程中容易飞溅的合金粉末，对粉末的粒径分布也无特殊要求，打印过程中粉末基本 无飞溅，3D打印后的构件致密度高，表面粗糙度较小。 具体技术方案为： 一种抑制粉床电子束3D打印粉末飞溅的方法，包括以下步骤： 对所述粉床的成型区间上的粉末进行第一轮电子束扫描预热； 对所述粉床的预设区域上的粉末进行第二轮电子束扫描预热，所述第二轮电子束 扫描预热的每一次预热电流为5mA～40mA，扫描速度为2m/s～20m/s； 对第二轮电子束扫描预热后的所述预设区域上的粉末进行熔化； 对所述粉床的成型区间上的粉末进行第三轮电子束扫描预热。 在一些优选的实施方式中，所述第二轮电子束扫描预热的每一次预热电流为5mA ～20mA，扫描速度为3m/s～10m/s。 在一些优选的实施方式中，所述第二轮电子束扫描预热的扫描预热次数为1次～4 3 CN 111570792 A 说 明 书 2/8 页 次。 在一些优选的实施方式中，所述第一轮电子束扫描预热的每一次预热电流为10mA ～48mA，扫描速度为5m/s～35m/s，扫描时间为5s～30s。 在一些优选的实施方式中，所述第三轮电子束扫描预热的每一次预热电流为10mA ～45mA，扫描速度为5m/s～20m/s，扫描时间为5s～30s。 在一些优选的实施方式中，所述第一轮电子束扫描预热前，还包括对粉床的底板 进行加热的步骤。 在一些优选的实施方式中，所述第一轮电子束扫描预热后，还包括对所述预设区 域向外延伸0.5mm～3mm的区域上的粉末进行第二轮电子束扫描的步骤。 在一些优选的实施方式中，所述熔化的电流为5mA～20mA，扫描速率为0.5m/s～ 7m/s。 在一些优选的实施方式中，所述粉末选自316L不锈钢粉末、CoCrMo合金粉末。 在一些优选的实施方式中，所述粉末为316L不锈钢粉末，所述第二轮电子束扫描 预热的每一次预热电流为9mA～12mA，扫描速度为3m/s～6m/s。 在一些优选的实施方式中，所述粉末为CoCrMo合金粉末，所述第二轮电子束扫描 预热的每一次预热电流为9mA～12mA，扫描速度为3m/s～6m/s。 在一些优选的实施方式中，所述粉末的粒径为53μm～105μm。 在一些优选的实施方式中，铺粉的厚度为0.03mm～0.1mm。 与现有方案相比，本发明具有以下有益效果： 本发明先进行第一轮电子束扫描预热，第一轮扫描预热的对象为：成型区间上的 粉末。然后进行第二轮电子束扫描预热，第二轮扫描预热的对象为：预设区域上的粉末。并 进一步在第二轮扫描预热时，配合选择特定的扫描参数。通过以上步骤的配合，增强了铺粉 后粉末与粉床之间、粉末与粉末之间的结合力，使粉末获得一定强度，同时增强了粉末导电 性和导热性，避免粉末间形成静电聚集，熔化时电子束的产生的库仑力或轰击不易将粉末 带走。同时，在熔化的金属瞬间气化所形成的气流反冲作用也不易将粉末、熔滴带走，减少 打印过程中粉床吹粉和粉末飞溅现象。对预设区域粉床强化预热还能避免非预设区域的粉 床结块过硬，出现粉末难以去除的问题。 进一步地，熔化后，还继续对所述粉床的成型区间上的粉末进行第三轮电子束扫 描预热。一方面，对预设区域熔化后的产物进行去应力退火；另一方面，又可以对预设区域 外未熔化粉末进行热补充，防止未熔化粉末温度降低而造成下一层粉末打印过程中出现粉 床吹粉、粉末飞溅的现象。 采用上述方法，可以抑制电子束打印过程中的粉末飞溅现象，改善构件表面质量， 提升构件力学性能。
