丝束同轴冷阴极电子枪电子束注腰位置影响因素分析

丝束同轴电子束熔丝增材制造(C-EBAM)大部分能量作用于丝材可以避免轴侧送丝模式对成形质量所造成的不利影响,为了进一步提高C-EBAM的成形精度和成形效率,优化电子束流品质,开展了丝束同轴冷阴极电子枪电子束注腰位置影响因素分析的工作。针对C-EBAM电子枪束源等离子阳极透镜结构表征困难,在理论分析电子束注腰空间位置参数的基础上,采用数值模拟与试验分析相结合的方法,研究了阴-阳极电极结构、工作电压、放电气体类型以及气体压力等对束流注腰位置特征参数的影响规律。数值模拟结果表明,阴极球面半径与阳极倾角对束流起静电汇聚能力影响着注腰处电流密度,表现为先增大后减小趋势。试验分析表明,工作电压、放电气体类型以及气体压力影响等离子体电离度与粒子运动速度,改变了注腰空间位置特征参数,即随着工作电压、气体流量增加,电子枪下端面至注腰轴向中心距离、注腰长度分别增大。     

电子束选区熔化过程基于背散射电子成像的在线监测系统研制

电子束选区熔化（Electron beam selective melting,EBSM）是一种先进的金属粉末床熔融增材制造技术，具有能量集中、能量利用率高、可以成形难熔及脆性材料、真空环境无污染等优点，在航空航天、生物医疗等领域被广泛应用。对电子束选区成形过程进行实时监测及调控可以提高产品质量，但真空、高温、强光、金属蒸气等环境使得实时监测难度非常大。针对上述难点，设计了一套基于背散射电子成像的在线监测系统，该系统采用S型点扫描的偏转扫描方式和接收面积更大的背散射电子信号采集传感器极板，采用中值滤波算法去除椒盐噪声提高图像信噪比，并对图像进行增强处理，在EBSM过程中具备实时清晰地观察加工表面形貌信息的能力，监测范围可达150 mm×150 mm，图像分辨率可达1 000像素×1000像素，成像速度可达1帧/s。