随着增材制造30年间的发展，中国已经成为增材制造设备、应用和出口的主要参与者之一。电子束粉末床熔融 (EB-PBF) 以其低应力和高效率而著称， 清华大学林峰教授团队 自2004年起，在中国率先开展了电子束选区熔化 （EBSM）增材制造技术及装备的研发，并推动该技术的商业化。 近年来该团队在增材制造工艺过程多尺度计算模拟、电子束-激光复合粉末床熔融、电子束熔化-切割复合增材制造、增材制造在线检测技术等方面，做出了开创性的研究工作。
近日，该团队在Additive Manufacturing Frontiers发表了题为“Electron Beam Powder Bed Fusion Additive Manufacturing: A Comprehensive Review and Its development in China”的文章，综述了30多年来国内外在 EB-PBF技术上的研发进展，介绍了新技术并对未来的发展提出了见解。
在过去三十年里，EB-PBF增材制造已经成为金属材料加工成形的重要手段之 一。该技术的主要应用体现在航空航天以及医疗方面。在航空航天工业，EB-PBF技术被用于提高零部件的复杂性、减轻重量以及结构和功能整合。GE意大利工厂字2019年以来一直在使用ARCAM机器，大规模生产GE9X发动机的钛铝低压涡轮叶片，并于2020年成功完成首次飞行。这些3D打印制造的涡轮叶片,设计用于波音777x，大约是传统镍基合金涡轮叶片的一半重量。这种降低重量的结果是，与GE90发动机相比，GE9X发动机的燃料消耗减少10%。
在医疗领域，Eb-pbf技术被用于定制生物医学植入物。在国内，由西安赛隆开发的钛合金髋臼杯于2023年获得国家医疗产品管理局的正式批准。这是中国第一个使用国产电子束3D打印设备获得三级医疗器械注册证书的骨科假体产品，标志着一个独立、可控、创新的国内电子束3D打印骨科植入物研发和生产系统的建立。
尽管该技术取得了显著进展，但其仍然面临下列挑战：在提高成形精度、扩大成形尺寸、提升表面质量和提高加工稳定性上还需要投入更多研究。 近年来，EB-PBF产业在科研和商业应用方面得到了快速发展。然而，该技术仍然具有进一步发展和改进的潜力。进一步研究的关键领域如下：
（1）通过多枪阵列扫描，提高EB-PBF成形尺寸与效率，同时提高可扩展性；
（2）提高电子枪的加速电压，提高束斑精度，延长电子枪寿命；
（3）通过引入人工智能和大数据等技术提高EB-PBF设备的集成化与智能化，降低制造成本；
（4）利用仿真预测模型，将仿真结果与零件性能进行联系，加速材料与工艺开发；
（5）开发用于EB-PBF专用的粉末，并建立粉末复用次数的标准以保证成形质量；
（6）通过更多的理论研究，更深入地理解增材制造零件微观结构和性能之间的关系
（7）探究金属增减材混合制造的方法，提高成形精度和效率。
作为电子束3D打印的最新发展，GE旗下增材制造公司和 Freemelt共均推出了点熔化技术。这一技术通过小“点”而非线来熔化金属粉末，实现了更精确的温度控制和较低的打印过程温度梯度。这一创新确保了无论打印方向如何，都能实现出色的各向同性材料性能，并显著提高部件的屈服强度。同时，使用点熔化技术生产的部件表面粗糙度与激光熔化工艺相当。
注：本文内容来自AMF增材制造前沿。
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