電子束增材高壓電源負載適應性測試

在電子束增材制造過程中,高壓電源的負載適應性直接決定了打印件的質量穩定性與工藝兼容性。由于增材過程中材料熔融速率、電子束聚焦位置的動態變化,電源負載常呈現出瞬時波動特征,若負載適應性不足,易導致輸出電壓 / 電流紋波增大,引發打印層間結合不良、孔隙率升高等問題。
負載適應性測試需構建多場景模擬體系:首先設定基礎負載區間,模擬常規鈦合金、高溫合金等材料的穩定熔融階段,測試電源在 10-30kV 加速電壓、5-50mA 束流范圍內的輸出穩定性,要求紋波系數≤0.5%;其次引入動態負載擾動,通過可編程負載模擬材料進給速度突變(±20%)、電子槍掃描路徑切換時的負載變化,記錄電源響應時間,需控制在 50μs 以內;最后針對極端負載工況,如薄壁件打印時的低負載維持、大尺寸構件打印時的高負載持續輸出,驗證電源在連續 8 小時運行中的參數漂移量,電壓漂移應≤±0.1%。
測試數據的應用價值體現在兩方面:一是為電源控制算法優化提供依據,通過分析負載波動與輸出參數的關聯性,調整 PID 調節系數,提升抗擾動能力;二是建立負載適應性與打印工藝的匹配模型,明確不同材料、構件類型對應的電源負載適配區間,為增材設備工藝參數設定提供參考。