一种电子束3D打印系统及其使用方法技术方案

本发明专利技术属于3D打印技术领域，尤其是一种电子束3D打印系统及其使用方法，针对现有3D打印的设备都需要将打印原材料和整个打印装置放入真空中进行，成本比较高，且体积较大的问题，现提出以下方案，包括电子发射模块、电子处理模块、喷粉模块和操作模块，所述电子发射模块包括电子束源、阴极和电子。本发明专利技术中，使用一种电子束可以穿过的薄膜进行封真空，将电子束引出到空气中，然后进行后续操作，从而避免了电子束3D打印必须在真空中进行的苛刻条件，继而可以灵活的布置多种电子束源以及束流和聚焦模块，可以精确的控制焦点位置和焦点大小，容易实现高精度的束流操作，节省空间，非常适合安装在产线上进行批量生产。安装在产线上进行批量生产。安装在产线上进行批量生产。

【技术实现步骤摘要】
一种电子束3D打印系统及其使用方法


[0001]本专利技术涉及3D打印
，尤其涉及一种电子束3D打印系统及其使用方法。

技术介绍

[0002]由于电子与物质相互作用的特性，电子束越来越广泛的应用在工业辐照、科研和消毒灭菌等领域。电子束的获得一般是通过加热灯丝，在灯丝周围形成电子云，然后使用电场加速的方式将电子拉出从而形成电子束。近几年，电子束3D打印也有快速的发展，电子束3D打印目前主流的有两种方式，一种是使用粉末进行逐层加工，适合打印比较大的工件，另外一种方式是将材料做成丝状，使用电子束直接热熔堆叠的方式进行加工，适合打印精度要求比较高的材料。
[0003]但是由于电子在空气中的自由程比较短，当前使用这两种原理进行3D打印的设备都需要将打印原材料和整个打印装置放入真空中进行，成本比较高，且体积较大，因此，亟需设计一种电子束3D打印系统及其使用方法来解决上述问题。

技术实现思路

[0004]基于现有3D打印的设备都需要将打印原材料和整个打印装置放入真空中进行，成本比较高，且体积较大的技术问题，本专利技术提出了一种电子束3D打印系统及其使用方法。
[0005]本专利技术提出的一种电子束3D打印系统，包括电子发射模块、电子处理模块、喷粉模块和操作模块，所述电子发射模块包括电子束源、阴极和电子，电子从电子束源的阴极中被发射而出，所述电子发射模块位于真空环境内部，所述电子处理模块包括束流和聚焦模块，所述电子处理模块位于电子发射模块和操作模块之间。
[0006]优选地，所述操作模块包括第一原材料和操作平台，且第一原材料放置于操作平台表面。
[0007]优选地，所述束流和聚焦模块位于真空环境外部，所述束流和聚焦模块位置灵活布置，且灵活步骤后的束流和聚焦模块输出有处理后电子。
[0008]优选地，所述电子束源设置有多个，且每两个电子束源进行一个排列。
[0009]优选地，所述电子束源的阴极外部设置有栅控制模块。
[0010]优选地，所述操作模块设置有控制模块，且控制模块设置有第二原材料，所述第二原材料放置于操作平台表面。
[0011]一种电子束3D打印系统的使用方法，具体包括以下步骤：
[0012]S1：首先，电子束源处的阴极产生电子，电子经过电场被加速，通过电子束源上的窗口射出真空，在窗口外有一系列束流操作和聚焦模块，电子在经过束流操作和聚焦模块后得到需要的电子束形状，对需要3D打印的位于操作平台上的第一原材料进行热熔化，从而进行3D打印，操作平台能够带动第一原材料移动和升降，使打印处理的产品符合所需要求，并且在打印时喷粉模块对第一原材料进行喷粉。
[0013]S2：在3D打印时，束流操作和聚焦模块均安装在真空外，通过灵活布置这些模块，
可以灵活精确的控制焦点位置和焦点大小，容易实现高精度的束流操作，并节省空间。
[0014]S3：在3D打印时，可以使用多个电子束源，用来增强束流密度，并且将每两个电子束源进行一个排列，采用比较方便真空外置聚焦的方式实现多个电子束源共同使用。
[0015]S4：在阴极的外部设置栅控制模块，对发射面积进行调整，高精度控制照射电子束横截面，并且可以脉冲控制电子束流，实现能量密度精确控制，对温度敏感材料也可以实现3D打印。
[0016]S5：在3D打印时，设置的控制模块能够产生丝状或片状的第二原材料，将第二原材料平铺在操作平台表面，使用电子束进行轰击加热，电子束源随着位置移动改变电压和电流大小，能够产生不同功率的能量以及不同的能量密度，打印出更高精度的产品。
[0017]与现有技术相比，本专利技术提供了一种电子束3D打印系统及其使用方法，具备以下有益效果：
[0018]1、该电子束3D打印系统及其使用方法，使用一种电子束可以穿过的薄膜进行封真空，将电子束引出到空气中，然后进行后续操作，从而避免了电子束3D打印必须在真空中进行的苛刻条件，并且因为摆脱了真空环境，可以灵活的布置多种电子束源以及束流和聚焦模块，可以精确的控制焦点位置和焦点大小，容易实现高精度的束流操作，节省空间，非常适合安装在产线上进行批量生产。
[0019]2、该电子束3D打印系统及其使用方法，通过设置的栅控制模块，增加栅控制，对发射面积进行调整，高精度控制照射电子束横截面。并且可以脉冲控制束流，实现能量密度精确控制，对温度敏感材料也可以实现3D打印。
[0020]3、该电子束3D打印系统及其使用方法，在整个电子束3D打印过程中，电压大小可以自由控制和调整，能够根据材料的种类以及材料的大小进行精细控制电压，流强和照射面积。
[0021]4、改电子束3D打印系统及其使用方法，设置的控制模块能够产生丝状或片状的第二原材料，将第二原材料平铺在操作平台表面，使用电子束进行轰击加热，电子束源随着位置移动改变电压和电流大小，能够产生不同功率的能量以及不同的能量密度，打印出更高精度的产品。
附图说明
[0022]图1为本专利技术提出的一种电子束3D打印系统及其使用方法的系统示意图；
[0023]图2为本专利技术提出的一种电子束3D打印系统及其使用方法的整体示意图；
[0024]图3为本专利技术提出的一种电子束3D打印系统及其使用方法的束流和聚焦模块示意图；
[0025]图4为本专利技术提出的一种电子束3D打印系统及其使用方法的多种电子束源示意图；
[0026]图5为本专利技术提出的一种电子束3D打印系统及其使用方法的栅控制模块示意图；
[0027]图6为本专利技术提出的一种电子束3D打印系统及其使用方法的实施例2整体示意图。
[0028]图中：1、电子束源；2、阴极；3、电子；4、束流和聚焦模块；5、喷粉模块；6、第一原材料；7、操作平台；8、控制模块；9、第二原材料；10、处理后电子；11、栅控制模块。
具体实施方式
[0029]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0030]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0031]实施例1
[0032]参照图1
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5，一种电子束3D打印系统，包括电子发射模块、电子处理模块、喷粉模块5和操作模块，电子发射模块包括电子束源1、阴极2和电子3，电子3从电子束源1的阴极2中被发射而出，电子发射模块位于真空环境内部，电子处理模块包括束流和聚焦模块4，电子处理模块位于电子发射模块和操作模块之间。
[0033]本专利技术中，操作模块包括第一原材料6和操作平台7，且第一原材料6放置于操作平台7表面。
[0034]本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电子束3D打印系统，其特征在于，包括电子发射模块、电子处理模块、喷粉模块(5)和操作模块，所述电子发射模块包括电子束源(1)、阴极(2)和电子(3)，电子(3)从电子束源(1)的阴极(2)中被发射而出，所述电子发射模块位于真空环境内部，所述电子处理模块包括束流和聚焦模块(4)，所述电子处理模块位于电子发射模块和操作模块之间。2.根据权利要求1所述的一种电子束3D打印系统，其特征在于，所述操作模块包括第一原材料(6)和操作平台(7)，且第一原材料(6)放置于操作平台(7)表面。3.根据权利要求1所述的一种电子束3D打印系统，其特征在于，所述束流和聚焦模块(4)位于真空环境外部，所述束流和聚焦模块(4)位置灵活布置，且灵活步骤后的束流和聚焦模块(4)输出有处理后电子(10)。4.根据权利要求1所述的一种电子束3D打印系统，其特征在于，所述电子束源(1)设置有多个，且每两个电子束源(1)进行一个排列。5.根据权利要求1所述的一种电子束3D打印系统，其特征在于，所述电子束源(1)的阴极(2)外部设置有栅控制模块(11)。6.根据权利要求1所述的一种电子束3D打印系统，其特征在于，所述操作模块设置有控制模块(8)，且控制模块(8)设置有第二原材料(9)，所述第二原材料(9)放置于操作平台(7)表面。7.一种电子束3D打印系统的使用方法，其特征在于，具体包括以下步骤：S1：首先...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐志宏，谷胜栋，
申请(专利权)人：湖州超群电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：