1. 設(shè)備原理和參數(shù)對(duì)比

SLM和EBM設(shè)備都是以高能束流為熱源，根據(jù)CAD分層數(shù)據(jù)選擇性的掃描熔化粉床上的金屬粉末，逐層累計(jì)疊加形成金屬零件。SLM和EBM設(shè)備的技術(shù)特點(diǎn)如表1所示，其差異主要有三方面：（1）熱源不同，SLM采用激光為熱源和EBM采用電子束作為熱源。金屬材料對(duì)激光都存在不同程度反射，因此SLM對(duì)能量的利用率不及EBM，但是SLM的束斑相對(duì)于EBM更小一些，更有利于成形精細(xì)的零件特征和復(fù)雜的零件形狀。EBM能量利用率高，更有利于制造高導(dǎo)熱金屬、高溫合金、高熔點(diǎn)金屬零件，如紫銅、Inconel 700、鉬合金等。（2）成形工作環(huán)境不同，SLM技術(shù)在惰性氣體條件下熔化成形，EBM技術(shù)在真空條件下熔化成形，相比較EBM技術(shù)更有利于避免零件加工過程的氧化和增氧；（3）工作成形熱溫度不同，SLM多可預(yù)熱溫度300℃，EBM技術(shù)可采用電子束掃描對(duì)每一層金屬粉末掃描預(yù)熱，使零件在600～1200℃范圍內(nèi)加工成形，可大幅減小成形零件的殘余應(yīng)力。

2 由于設(shè)備工作原理的不同，造成所制造出零件特征也有明顯得的差異，具體如表2所示?？傮w上比較，SLM技術(shù)制造的零件具有更好的表面質(zhì)量和更準(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)細(xì)微特征，非常適合模具制造領(lǐng)域的應(yīng)用，但是在某些醫(yī)療植入領(lǐng)域，表面粗糙的EBM零件更受歡迎。另外，EBM零件變形和應(yīng)力開裂的情況更少一些。

3. 金屬組織和力學(xué)性能對(duì)比

SLM與EBM相比，SLM成形過程在較低溫度下進(jìn)行，熔池冷卻速度快，更容易形成馬氏體等的快冷組織，EBM生產(chǎn)過程通常在退火溫度以上進(jìn)行，熔池冷卻速度緩慢。美國Morris Technologies公司進(jìn)行了Ti-6Al-4V材料SLM和EBM對(duì)比生產(chǎn)試驗(yàn)，如圖3 是對(duì)比試驗(yàn)SLM與EBM零件金相組織對(duì)比，左邊圖中基本都是很細(xì)的針狀馬氏體，右邊圖中有大量針狀α相，由此可以看出SLM和EBM零件的金屬組織存在明顯得差異。金屬組織的差異必然也會(huì)引起零件力學(xué)性能的不同，如表3是對(duì)比試驗(yàn)試樣拉伸試驗(yàn)性能數(shù)據(jù)，可以看出，SLM試樣的強(qiáng)度無論是水平方向還是豎直方向都比EBM試樣高，塑性都EBM要低。但是兩種工藝形成的試樣經(jīng)過熱等靜壓后組織基本一致，力學(xué)性能也差不多。

4.SLM與EBM技術(shù)各自的缺點(diǎn)：

EBM①受制于電子束無法聚到很細(xì)，該設(shè)備的成型精度還有待進(jìn)一步提高。②成型前需長時(shí)間抽真空，便得成型準(zhǔn)備時(shí)間很長；且抽真空消耗相當(dāng)多電能，總機(jī)功耗中，抽真空占去了大部分功耗。③成型完畢后，由于不能打開真空室，熱量只能通過輻射散失，降溫時(shí)間相當(dāng)漫長，降低了成型效率。④真空室的四壁必須高度耐壓，設(shè)備甚至需采用厚度達(dá)15mm以上的優(yōu)質(zhì)鋼板焊接密封成真空室，這使整機(jī)的重量比其他3D打印直接制造設(shè)備重很多。⑤為保證電子束發(fā)射的平穩(wěn)性，成型室內(nèi)要求高度清潔，因而在成型前，必須對(duì)真空室進(jìn)行徹底清潔，即使成型后，也不可隨便將真空室打開，這也給工藝調(diào)試造成了很大的困難。⑥由于采用高電壓，成型過程會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的X射線，需采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施。

SLM:零件尺寸有限，目前大一個(gè)方向限于40CM；②不適于零件的大批量生產(chǎn)，

5. 結(jié)論

從以上對(duì)比分析中可知，目前兩種工藝各有各的特點(diǎn)和優(yōu)勢，分別可應(yīng)用在不同的領(lǐng)域。SLM在零件細(xì)節(jié)特征和復(fù)雜程度方面更具有優(yōu)勢，而EBM在控制零件殘余應(yīng)力方面好于SLM，而且EBM技術(shù)生產(chǎn)零件可以不進(jìn)行熱處理。