如果一种技术有出生日的话,电子束的出生日应该是1907年3月26日,50年后电子束熔融开始实现商业化。20世纪50年代末,Hugh Smith开始利用电子束熔融技术,这就是EBM技术商业化的开始。1982年Axel Johnson Metals创建了床式反射炉,电子束熔融技术实现了它的第一次跳跃。1990年当THT引进3.3兆瓦马克西熔化炉时,EBM实现了它的又一次重大飞跃。
国外于20世纪90年代开始了EBM技术的研究,2001年,瑞典Arcam公司将电子束熔融快速成型技术作为其重点发展方向,2003年,Arcam公司在世界上推出了第一台EBM S12机器,2007年,第一台EBM A2机器上市。截至2005年,Arcam AB已经在全世界销售了70多台EBM成形机,Arcam公司的EBM技术被认为是一项具有竞争力的技术。该项技术广泛应用于航空航天、汽车制造以及医学领域。在2010年,美国与马丁公司合作,开展电子束熔融技术的研究,采用EBM技术成型钛合金及镍合金等材料,成型的零件之一是F-35空气泄露检测支架并评价了其力学性能。Arcam公司利用该技术制造了性能优于锻件的钛合金叶轮部件。
近年来,国内相关单位也非常关注EBM的发展,在钛合金电子束快速成型研究方面也得到了很大地发展。西安西北有色金属研究院多孔材料国家重点实验室开展了EBM的工作研究,在钛及钛合金的电子束熔融制作工艺、变形和应力控制等方面累积了许多经验,并成功制作了结构复杂的钛合金叶轮试件。2007年以来,中航工业制造所开展了钛合金的研究,其重心放在了电子束熔融钛合金的工艺控制上,同时制作了多个发动机和飞机结构中的工艺零件。清华大学已在国内申请了电子束选区同步烧结工艺和三维分层制造设备的专利,成功突破316L不锈钢粉末烧结问题。
随着EBM的发展,其在医学中的应用越来越广泛。骨科植入物作为风险较高的医疗器械类产品,它的有效性、力学性能及安全性均需经过严格地检验。众多学者研究表明电子束熔融快速成型技术制作的钛合金样品,其力学性能达到了外科植入物锻件的标准,其组织学性能也得到了充分保障。人体骨骼具有个体上的差异性,由EBM定制的个性化植入物在骨科植入物手术中可获得很大收益。目前,EBM的个性化制造技术能应用于人工骨关节置换、个体化接骨钣以及骨盆修复等外科手术。有文献显示截至目前,采用表面多孔型的Lima髋臼产品已达30000例左右,临床随访的结果显示其效果良好。国内方面,北京爱康有限公司生产了具有骨小梁结构的髋关节假体,其已经过了临床验证。北京大学医学部附属三院的骨科刘忠军教授与北京爱康公司合作,应用EBM方法制造出多孔隙骨科植入物,同时开展了一系列动物试验的组织学和生物力学研究和临床研究。电子束熔融制造技术能够制作出具有复杂结构的零件,随着研究的深入,将会成为未来非常具有发展前景的金属成型新技术。
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