日本精密儀器公司JEOL進(jìn)軍電子束熔融3D打印領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)技術(shù)與市場(chǎng)的雙重突破

日本公司JEOL（Japan Electron Optics Laboratory）多年來(lái)一直是電子束設(shè)備、掃描電子顯微鏡、光譜儀和半導(dǎo)體電子束光刻機(jī)領(lǐng)域的領(lǐng)先制造商。這家公司以精密儀器聞名，年銷售額約達(dá)10億美元，員工人數(shù)超過(guò)3400人。憑借其在研發(fā)方面的深厚積累和對(duì)長(zhǎng)期發(fā)展的戰(zhàn)略眼光，JEOL宣布進(jìn)入電子束熔融（EBM, Electron Beam Melting）3D打印市場(chǎng)！2025年4月，南極熊獲悉，JEOL歐洲增材制造產(chǎn)品經(jīng)理Eishin Hayashi介紹了JEOL在3D打印市場(chǎng)的具體戰(zhàn)略，下面就請(qǐng)跟隨南極熊一起了解JEOL的愿景和技術(shù)亮點(diǎn)吧！



JEOL的EBM旅程始于2014年，得益于日本Ministry of Economy, Trade and Industry（METI）發(fā)起的TRAFAM項(xiàng)目。此項(xiàng)目旨在幫助日本開(kāi)發(fā)世界領(lǐng)先的激光粉末床熔融（LPBF）和電子束熔融設(shè)備。經(jīng)過(guò)數(shù)年的研發(fā)，JEOL于2021年推出了其首款EBM設(shè)備——JAM-5200EBM系統(tǒng)。這款設(shè)備以其高精度和可靠性受到市場(chǎng)歡迎，目前支持Inconel 718、鎢、銅和Ti64等材料的加工。JEOL將重點(diǎn)放在航空航天、能源和醫(yī)療領(lǐng)域，并通過(guò)其全球21家子公司積極拓展國(guó)際市場(chǎng)。

技術(shù)創(chuàng)新：JEOL如何提升EBM性能？

抑制充電引發(fā)的煙霧問(wèn)題
Eishin Hayashi表示，JEOL希望成為EBM領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，公司在JAM-5200EBM中引入了一項(xiàng)關(guān)鍵創(chuàng)新：改進(jìn)的E-shield系統(tǒng)。Eishin解釋道：“我們的獨(dú)特掃描策略已經(jīng)能夠有效抑制充電現(xiàn)象，而E-shield作為機(jī)械屏蔽裝置，可以進(jìn)一步保護(hù)那些容易發(fā)生電荷積累的區(qū)域，從而可靠地減少因充電導(dǎo)致的煙霧事件�！� 這一改進(jìn)至關(guān)重要，因?yàn)闊熿F不僅影響打印精度和可靠性，還可能導(dǎo)致構(gòu)建失敗。此外，某些材料（如鎢和銅）由于充電問(wèn)題難以處理，而JEOL的技術(shù)為這些材料的應(yīng)用掃清了障礙。


△無(wú)需氦氣來(lái)防止煙霧。 獨(dú)特的粉末飛散防止機(jī)制“e-Shield”和獨(dú)特的掃描策略避免了煙霧現(xiàn)象。由于不需要氦氣，不僅可以在低成本和清潔的空間內(nèi)打印，而且陰極表面也不易損壞，因此可以繼續(xù)照射穩(wěn)定的電子束，并且可以保持造型質(zhì)量到最后。

延長(zhǎng)陰極壽命
另一個(gè)核心技術(shù)是延長(zhǎng)電子束槍陰極的使用壽命。陰極是電子束的源頭，直接影響設(shè)備的運(yùn)行效率。Eishin指出：“更長(zhǎng)的陰極壽命直接關(guān)系到設(shè)備的更高運(yùn)行時(shí)間。EB-PBF（電子束粉末床熔融）的一個(gè)優(yōu)勢(shì)是堆疊式構(gòu)建，但如果陰極壽命短，可能會(huì)導(dǎo)致工藝異常終止，浪費(fèi)粉末和時(shí)間，甚至延誤生產(chǎn)計(jì)劃。使用長(zhǎng)壽命陰極不僅可以減少停機(jī)時(shí)間，還能降低操作員的維護(hù)壓力，從而提高整體生產(chǎn)效率�！�


△陰極使用壽命超過(guò) 1,500 小時(shí)，顯著減少陰極更換停機(jī)時(shí)間

JEOL的市場(chǎng)定位與客戶支持

成熟解決方案贏得信任
Eishin強(qiáng)調(diào)，JEOL的EBM解決方案成熟度是其主要賣(mài)點(diǎn)之一�！�3D打印仍然被視為一項(xiàng)發(fā)展中的技術(shù)，許多客戶因之前的不良體驗(yàn)而對(duì)新設(shè)備持謹(jǐn)慎態(tài)度。我們的JAM-5200EBM是一款穩(wěn)健的工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)，專門(mén)為這類客戶設(shè)計(jì)。我們相信，無(wú)論客戶身處何地，都可以從我們?nèi)�球服�?wù)網(wǎng)絡(luò)提供的專業(yè)支持中受益，同時(shí)提高生產(chǎn)效率�！�


△JAM-5200EBM

JAM-5200EBM主要特點(diǎn)：
●高功率（高達(dá) 6 kW）
●長(zhǎng)壽命陰極（>1,500 小時(shí)）
●粉末床表面加熱（高達(dá) 1,100°C 或更高）
●防止粉末飛散機(jī)構(gòu) “e-Shield”
●電子束自動(dòng)調(diào)節(jié)功能
●遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

質(zhì)量控制與未來(lái)展望
JEOL還在真空環(huán)境操作和電子束應(yīng)用方面擁有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。JEOL開(kāi)發(fā)的BSE（背散射電子檢測(cè)）監(jiān)控系統(tǒng)將質(zhì)量控制提升到了新的高度。Eishin透露：“我們計(jì)劃在未來(lái)實(shí)施缺陷修復(fù)功能，以消除任何潛在缺陷。在難熔金屬加工領(lǐng)域，我們將繼續(xù)開(kāi)發(fā)技術(shù)，力爭(zhēng)在零件尺寸和質(zhì)量方面成為行業(yè)第一�！�

JEOL的戰(zhàn)略意義與市場(chǎng)潛力

跨領(lǐng)域經(jīng)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)
JEOL在電子束技術(shù)領(lǐng)域深耕多年，其經(jīng)驗(yàn)涵蓋多個(gè)產(chǎn)品線和行業(yè)。例如，BSE系統(tǒng)最初用于其掃描電子顯微鏡（SEM）產(chǎn)品線，現(xiàn)在也被整合到EBM設(shè)備中，形成了協(xié)同效應(yīng)。傳統(tǒng)上，JEOL的客戶群體主要是實(shí)驗(yàn)室、研究機(jī)構(gòu)和半導(dǎo)體行業(yè)，但隨著EBM技術(shù)的引入，JEOL正在開(kāi)拓全新的市場(chǎng)和客戶群。這種多元化戰(zhàn)略為公司帶來(lái)了新的增長(zhǎng)點(diǎn)，使其在現(xiàn)有業(yè)務(wù)中更加穩(wěn)固。


△打印的樣品

聚焦鎢和銅的突破性應(yīng)用
特別值得注意的是，JEOL對(duì)鎢和銅的重視。這兩種材料在傳統(tǒng)增材制造中一直存在挑戰(zhàn)，但在特定領(lǐng)域具有巨大潛力。例如，銅在釬焊零件和高技術(shù)航空航天部件中需求旺盛，而鎢則廣泛應(yīng)用于F1賽車、準(zhǔn)直器、核聚變反應(yīng)堆、裝甲、彈藥、航空發(fā)動(dòng)機(jī)和半導(dǎo)體等領(lǐng)域。EBM技術(shù)也在合金開(kāi)發(fā)和梯度結(jié)構(gòu)加工方面表現(xiàn)出色，這為JEOL開(kāi)辟了更多可能性。

展望未來(lái)：E-beam技術(shù)的復(fù)興

JEOL的加入標(biāo)志著電子束技術(shù)的復(fù)興。與Wayland和Freemelt等公司一起，JEOL正推動(dòng)EBM技術(shù)進(jìn)入新的發(fā)展階段。盡管作為“后來(lái)者”面臨一定挑戰(zhàn)，但JEOL憑借其深厚的技術(shù)積累和全球客戶支持網(wǎng)絡(luò)，有望在全球范圍內(nèi)找到合適的合作伙伴和應(yīng)用場(chǎng)景。無(wú)論是難熔金屬的加工還是高端工業(yè)零件的制造，JEOL都展現(xiàn)出了強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)力。

綜上所述，JEOL在EBM領(lǐng)域的布局不僅是對(duì)其自身技術(shù)能力的延伸，也為整個(gè)增材制造行業(yè)注入了新的活力。未來(lái)，JEOL或許將成為電子束熔融技術(shù)的領(lǐng)軍者，為航空航天、能源和醫(yī)療等領(lǐng)域帶來(lái)更多創(chuàng)新解決方案。