电子束增材高压电源负载适应性测试
在电子束增材制造过程中,高压电源的负载适应性直接决定了打印件的质量稳定性与工艺兼容性。由于增材过程中材料熔融速率、电子束聚焦位置的动态变化,电源负载常呈现出瞬时波动特征,若负载适应性不足,易导致输出电压 / 电流纹波增大,引发打印层间结合不良、孔隙率升高等问题。
负载适应性测试需构建多场景模拟体系:首先设定基础负载区间,模拟常规钛合金、高温合金等材料的稳定熔融阶段,测试电源在 10-30kV 加速电压、5-50mA 束流范围内的输出稳定性,要求纹波系数≤0.5%;其次引入动态负载扰动,通过可编程负载模拟材料进给速度突变(±20%)、电子枪扫描路径切换时的负载变化,记录电源响应时间,需控制在 50μs 以内;最后针对极端负载工况,如薄壁件打印时的低负载维持、大尺寸构件打印时的高负载持续输出,验证电源在连续 8 小时运行中的参数漂移量,电压漂移应≤±0.1%。
测试数据的应用价值体现在两方面:一是为电源控制算法优化提供依据,通过分析负载波动与输出参数的关联性,调整 PID 调节系数,提升抗扰动能力;二是建立负载适应性与打印工艺的匹配模型,明确不同材料、构件类型对应的电源负载适配区间,为增材设备工艺参数设定提供参考。