尝试名称：高压放大器在电子束增材造造聚焦消像散掌握手艺研究的利用
研究标的目的：增材造造
尝试目标：
电子束选区熔化手艺，即电子束3D打印手艺，属于金属增材造造的分收。该手艺以电子束为热源，在计算机掌握下以预设轨迹扫描熔化粉末，逐层堆叠，构成致密的三维零件。该手艺能够造造医用金属多孔构造，如人造关节，并可根据计算机模子便利地调剂孔描摹、孔构造等参数，与人骨力学性能婚配。为包管多孔构造造造的高精度要求，电子束需要在整个加工范畴内连结足够的热功率密度，即在固定加速电压的情状下，连结小束径。但因为电子光学像差的影响，束斑曲径凡是跟着偏转角度的增大而增大，同时外形逐步改动，那可能招致大尺寸工件加工精度下降问题，同时产生夹渣和气孔现象，因而需要调剂束斑量量。
测试设备：上位机、A/D、D/A转换器，ATA-4315高压放大器、灯丝、对中线圈、消像散线圈、主聚焦线圈、辅助聚焦线圈、偏转线圈、板材箱、基板、起落台、二次电子探测板等。
图：电子束增材造造设备掌握系统
尝试过程：
电子束3D打印设备光柱体及掌握系统构造如上图所示。所利用的线圈均为磁线圈。电子束由灯丝引出，在各线圈的磁场感化下，聚焦、偏转，最末会聚于工件外表。此中，主聚焦线圈电感较大，摘用恒流源停止掌握。动态调剂部门由电感小得多的空心辅助聚焦线圈完成，掌握器承受上位机的指令，掌握电子束按预设轨迹扫描，在改动电子束位置的同时，查询聚焦消像散校正表，动态调剂通进辅助聚焦线圈、消像散线圈的电流，到达动态聚焦、消像散的目标。二次电子探测板搜集反射电子，用以成像，其图像清晰度能够反映束板的量量。
在电子光学范畴，像差理论常用于阐发电子在电场和磁场中的运动轨迹，现实运动轨迹和高斯轨迹的误差，即为像差，根据类别可分为球差、慧差、场曲（散焦）、像散、畸变、色差。现实上，3D打印设备的电子束都在百微米量级，应考虑散焦和像散等对束径影响较大的低阶像差。散焦和像散的表达式如下：
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图：散焦和像散的表达式
由此式可知，散焦和像散遭到偏转间隔和标的目的的影响，无偏转时，没有散焦和像散，此时束斑量量更佳，当电子束偏转时，散焦和像散大小随偏转位置而改动。因而需要对差别位置的电子束停止校正。
尝试成果：
图：尝试比照图像
（1）摘用动态聚焦、消像散掌握手艺可以有效地进步束斑量量，校准后，电子束增材造造设备能够实现12°以内清晰成像，胜利将图像EOG值由0.81进步至1。大偏转角下，电子束遭到像散像差的影响，外形发作畸变，因而电子图像会在某一标的目的获得很高的辨认率，但在其他标的目的上较为模糊。消像散之后，电子图像各标的目的清晰度一致，束斑外形得到改进。
（2）动态聚焦无法有效改进束斑外形，但能够减小束斑曲径，加强电子图像某一标的目的的清晰度。
安乐ATA-4315高压放大器：
图：ATA-4315高压放大器目标参数
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