又一金属3D打印技术创新：电子束点打印，西空智造盲盒开箱直播

2025年2月13日晚上8点，南极熊举行了第二场3D打印盲盒开箱直播，讲解全国3D打印厂商快递给南极熊的样件，其中西空智造寄来了电子束点打印技术样件。

点打印无支撑纯铜线圈
设备：M420
材料：纯铜
应用行业：汽车行业

电子束点打印技术是西空智造基于电子束选区熔化算法基础上开发的一种新的扫描工艺（国内首家），特点是打印过程无应力、热量堆积小、可实现实时组织编辑及无支撑打印能力，适合发动机叶片、新能源电动车等领域。

电子束点打印技术

增材制造是实现轻量化、功能结构一体化和快速敏捷制造的重要技术途径，全球相关产业规模已达数百亿美元，还会继续增长。但受限于传统增材制造技术特点，产业潜能远未发挥出来。增材制造产业发展的“痛点”是性能问题，“堵点”是成本高。

电子束选区熔化技术具有高真空低应力、高能量利用率、高速响应等优势，适合TiAl、纯铜/铜合金等高熔点、高反、硬脆材料等高质量成形。现有电子束选区熔化普遍采用“线扫描”策略，存在“热控”能力差、零件几何形状变形、难以将直线拟合到复杂构建区域、精度差等问题，迫切需要解决。

西空智造公司在国内首次提出电子束点打印技术，该技术是将电子束“线“扫描改为”点扫描”（精度提高），实现瞬间产生成千上百个“点熔池”，达到“单枪多束点面熔”的效果（效率提高），其核心思想在于三点：

一是保持打印过程中熔池及凝固/冷却过程一致；

二是避免启、停中间各处“熔化-凝固-冷却”热历史不同及由于熔池瑞利不稳定引起的熔道波动及几何变形（影响精度的主要因素）；

三是控制时间、空间上相邻区域能量输入的复杂热影。

下图是西空智造M100型号电子束点打印设备及打印件：
设备参数：
设备成形尺寸：Φ100×150mm
束斑直径：0.18mm（5mA下束时）
粉床温度：1200℃
电子枪功率：3KW
打印精度：≤0.2mm
具备间接加热功能

电子束点打印产业化应用方向
1、定向晶涡轮叶片高性能-高精度制造。发动机次高温部件、装甲车/船用/车用增压涡轮等钛铝合金部件高性能-高精度增材制造；
2、铜及铜合金火箭发动机喷管、动力/散热/电力领域热交换器、电感器等复杂结构高精度-低成本-高效率增材制造；
3、推广用于各类耐高温、易开裂、难加工、激光高反金属材料低成本-高效率增材制造。

目标
部分替代锻铸工艺；与智能制造结合，建立智能生产线，进一步提高制造效率、降低成本、保证质量，制造成本比SLM成数量级降低，推动产业规模新爆发。

电子束打印纯铜铜合金和绿光打印纯铜铜合金的对比
1.绿光的能量密度是10的6次方，电子束的能量密度是10的8次方，远高于绿光。

2.设备成本:绿光设备目前的成本明显偏高。

3.纯铜容易氧化，影响性能。绿光的打印环境不是真空，容易在打印过程中生成氧化亚铜。

4.真空环境下的电子束气孔缺陷更少，打印件致密度更高。

5.绿光打印纯铜铜合金过程不能预热。温度梯度大，打印零部件易开裂。

6.电子束兼容高熔点的铜合金，这一点很重要。

7.一般认为，电子束打印的零件粗糙度比较大，很大的原因在于预热温度高，导致粉末固化在零件表面或者层与层之间，但是，在打印纯铜或者铜合金时，我们发现，电子束打印的精度很高，那是因为，打印纯铜，铜合金的时候，电子束的预热温度很低。精度大幅度提高。

8.纯铜，铜合金粉末成本方面，电子束的粉末价格远低于激光粉末价格。