點(diǎn)熔是一種電子束熔化策略，用于增材制造，其中粉末床通過小點(diǎn)熔化而不是通常的線熔化。該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)更精確的溫度控制，降低溫度梯度和燒結(jié)需求。因此，使用點(diǎn)熔化生產(chǎn)的金屬部件可以從減少懸垂所需的支撐和提高表面質(zhì)量中受益。點(diǎn)熔化還可以定制微觀結(jié)構(gòu)，例如在同一區(qū)域進(jìn)行多次點(diǎn)熔，從而實(shí)現(xiàn)熔池控制和由此產(chǎn)生的微觀結(jié)構(gòu)。目前，美國GE公司（13522079385）和國內(nèi)西空智造公司（15910974236），均推出了這種技術(shù)，是電子束3D打印技術(shù)的最新發(fā)展。
01. 線熔化與點(diǎn)熔化的區(qū)別
同一零件的不同位置或者不同零件，幾何形狀是不一樣的。傳統(tǒng)的EBM會根據(jù)幾何形狀整體填充線條，這些線條有長有短，這些長短線條所分配的功率和速度是不一樣的，這與激光有很大的差別。長線會用大的功率，而短的線條會用小功率配合不同的速度來實(shí)現(xiàn)均勻熔化?？傮w來說，因?yàn)殚L線條和短線條的具體填充，小的結(jié)構(gòu)和比較高的大的結(jié)構(gòu)，熱熔融的效果是會有差異的。這個差異也會導(dǎo)致整個幅面的溫度不均勻，不均勻就會導(dǎo)致翹曲、變形等現(xiàn)象出現(xiàn)。
Point Melt掃描策略摒棄了傳統(tǒng)的線填充，通過點(diǎn)和點(diǎn)填充，程序可精確的控制每個點(diǎn)的能量輸入，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)熔化。點(diǎn)和點(diǎn)之間有一定的距離，避免相互之間的熱影響；而且它的尺寸結(jié)構(gòu)很小，可實(shí)現(xiàn)整個幅面的溫度更均勻，熔融效果更一致。而且不只是水平方向的均勻性，甚至發(fā)現(xiàn)縱向與橫向是沒有太大差異的，這與傳統(tǒng)的打印效果完全不同。
02
. 點(diǎn)熔化可實(shí)現(xiàn)無支撐打印
通常認(rèn)為EBM技術(shù)不需要添加支撐，但是在實(shí)際的應(yīng)用過程中仍然需要。EBM技術(shù)中的支撐起到的更多作用實(shí)際上是導(dǎo)熱。這一點(diǎn)不像激光那樣，除了導(dǎo)熱以外還會起到固定零件、防止應(yīng)力變形的作用。在EBM技術(shù)中，掃描線的開頭、中間、結(jié)尾都會有能量差異，支撐往往是為了避免局部的熱聚集，所以支撐往往只有10-20mm高，而且不用接到基板上面。
精確的能量控制是關(guān)鍵，這一點(diǎn)跟德國EOS公司（13501282025）的無支撐技術(shù)從熔化效果上來說是一樣的，但是實(shí)現(xiàn)的方法不一樣。避免了過多的能量，進(jìn)而不會導(dǎo)致局部翹曲和局部應(yīng)力，故而不再需要添加支撐。
傳統(tǒng)EBM下的線掃描與點(diǎn)熔無支撐打印
點(diǎn)熔無支撐打印的假體
點(diǎn)熔無支撐打印的假體
除此之外，激光的無支撐技術(shù)實(shí)際上很難做到真正完全的無支撐。因?yàn)榧夹g(shù)本身所具有的特點(diǎn)，內(nèi)應(yīng)力在打印過程中無法被完全消除，仍然需要一些支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行加強(qiáng)。而電子束打印下的Point Melt技術(shù)，具有更均勻的熱量分布，幾乎沒有內(nèi)應(yīng)力，也不需要做后期的熱處理，所以就可以完全拋棄支撐。
03.
點(diǎn)熔化可獲得更好的表面質(zhì)量
EBM技術(shù)打印的零件往往表面質(zhì)量較差，因?yàn)楦邷仡A(yù)熱，以及掃描先開始位置的高能量導(dǎo)致熱量傳輸?shù)较聦右约叭鄢赝鈧?cè)，進(jìn)而造成粘粉，導(dǎo)致表面很粗糙。點(diǎn)熔化技術(shù)通過精確控制能量，避免了能量富集，通過點(diǎn)掃描配合跳轉(zhuǎn)，可以避免點(diǎn)和點(diǎn)之間的熱影響，從而可以精確控制溫度，防止過多的熱量傳輸。
點(diǎn)熔技術(shù)下的零件粗糙度與SLM技術(shù)對比
通過Point Melt技術(shù)，所打印的零件表面粗糙度在RA8-18μm之間，這個表面粗糙度幾乎跟激光SLM打印的零件縱向的表面粗糙度一致。
04.
點(diǎn)熔化有助于控制微觀組織
根據(jù)GE公布的技術(shù)資料，點(diǎn)熔技術(shù)有助于控制微觀組織，在宏觀上影響材料的力學(xué)性能。由于精確控制溫度和凝固過程，可實(shí)現(xiàn)：
?各向同性凝固，晶粒小且?guī)缀蹙鶆蚍植迹?nbsp;
?定向凝固，晶粒在構(gòu)建方向上取向；
?混合凝固，零件在不同高度具有不同的凝固策略。
由點(diǎn)熔技術(shù)實(shí)現(xiàn)的微觀結(jié)構(gòu)控制
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總的來說，通過不同的掃描策略，可以獲得功能部件，以使同一零件的不同位置具有定制的性能。例如，打印渦輪葉片的根部可進(jìn)行各向同性凝固，而主葉片體可進(jìn)行定向凝固。
05
. GE稱Point Melt將改變游戲規(guī)則
據(jù)業(yè)內(nèi)人士，點(diǎn)熔化技術(shù)可以使零件的不同角度獲得幾乎一致的表面粗糙度；而且在打印過程中，電子束打印不會像激光那樣產(chǎn)生大的應(yīng)力，點(diǎn)熔化技術(shù)還真正可以實(shí)現(xiàn)無支撐打印。這三點(diǎn)使電子束打印的應(yīng)用潛力進(jìn)一步釋放，主要體現(xiàn)在打印過程前后的環(huán)節(jié)上。
傳統(tǒng)EBM或SLM工藝仍舊需要大量的人工添加支撐、去除支撐甚至去應(yīng)力退火。國內(nèi)的一些增材制造工廠，基本上都會培養(yǎng)比較大的技術(shù)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行打印路線的制定。包括添加支撐，如何進(jìn)行后續(xù)的機(jī)加工，以及后續(xù)的熱處理等等流程。這部分的人員學(xué)歷很高，技術(shù)難度也是有的，而且并不是百分百成功，因?yàn)閮?nèi)應(yīng)力有一些是可以模擬的，但有一些往往都是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來做的。這部分人員需要企業(yè)花很大的成本去培養(yǎng)他們的技術(shù)能力，從而來提高零件的打印成功率。
點(diǎn)熔技術(shù)的出現(xiàn)，使金屬3D打印更加便利化。這項(xiàng)技術(shù)因?yàn)檎w變形很小，不需要去考量具體怎么去擺放零件，在未來更為智能化的軟件操控下，工程師可直接往設(shè)備上導(dǎo)入幾個STP格式的文件，或者是其他格式的CAD文件，系統(tǒng)會自動擺放，如盡量密實(shí)，盡量降低打印高度，這就完全不需要很多技術(shù)人員去加支撐、擺放以及進(jìn)行其他后處理。
自動化的決策將很多的技術(shù)難度完全抹平，任何的工廠都可以直接拿來使用，大大降低了技術(shù)的使用難度。GE對這項(xiàng)技術(shù)寄予厚望，認(rèn)為其將該改變游戲規(guī)則。
