和Y轴方向等距分割，得到若干个小方格，该方格的角点为扫描幅面上的标定点。
[0042]更进一步，所述电子束的扫描路径包括:三维物体的截面填充线、截面轮廓线、以及三维制造中必要的支撑结构的截面的填充线或轮廓线。
[0043]更进一步，所述扫描路径被等距地离散为一系列的扫描点，根据该扫描点的坐标，在插值表中进行双线性变换插补运算，确定该扫描点对应的像散、聚焦、偏转等5个控制电压值。
[0044]本发明的有益效果:
[0045]1)本发明除了聚焦线圈、偏转线圈外，还增加了消像散线圈；当电子束偏转角度较大时，不仅可以通过改变聚焦线圈电流来使电子束良好聚焦，还可以通过改变消像散线圈电流来消除电子束的像散，使得束斑仍然保持较高质量。
[0046]2)本发明大大提升了电子束选区熔化增材制造(3D打印)的成形质量，特别是打印较大零件的精度和质量。
[0047]3)给出了一种电子束宽幅扫描的控制方法，方法可操作性强，使的电子束能够在宽幅范围内实现任意路径的高质量扫描。
[0048]4)结合附图4，本发明中的DA转换器的6个通道按照顺序依次读取存储在计算机内存中的控制电压数值，同步地输出电压信号。
【附图说明】
[0049]图1是本发明所述的实现电子束宽幅扫描的控制装置的示意图。
[0050]图2示出了运用了本发明的增材制造设备的一个实施例。
[0051]图3示出了本发明所述的实现电子束宽幅扫描的方法一个实施例。
[0052]图4示出了储存器的数据储存和DA转换方式。
【具体实施方式】
[0053]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
[0054]图1是本发明所述的电子束宽幅扫描的控制装置示意图。
[0055]电子从阴极1中产生，依次经过栅极2、阳极3、消像散线圈4、聚焦线圈5、偏转线圈6。
[0056]其中，电子在阴极1与阳极3之间被加速，加速后的电子可以使金属粉末熔化。
[0057]栅极2与高压电源8相连，栅极2与阴极1之间产生的电场可以约束电子。当改变栅极2上的电压，电子束流(即功率)会随之改变。
[0058]消象散线圈4包括第一绕组4-1和第二绕组4-2，以产生消像散磁场。
[0059]聚焦线圈5包括一个环形绕组，用以产生轴对称的聚焦磁场。
[0060]偏转线圈6包括第三绕组6-1和第四绕组6-2，分别产生X、Y方向的磁场，使得电子束偏转。
[0061]DA(数模转换)器7具有至少6个通道，所述的6个通道均可输出控制电压。其中第一通道7-1产生的电压信号与高压电源8相连，以控制电子束流；其中第二通道7-2、第三通道7-3产生的电压信号通过第一驱动电路9、第二驱动电路10分别和消象散线圈4的第五绕组4-1、第六绕组4-2相连，以控制绕组中通过的电流；其中第四通道7-4产生的电压信号通过放大电路11和聚焦线圈5相连，以控制聚焦线圈中通过的电流；其中第五通道7-5、第六通道7-6产生的电压通过第一放大电路13、第二放大电路12和偏转线圈6上的X绕组6-1、Υ绕组6-2相连，以控制绕组中通过的电流，从而控制电子束14发生偏转。
[0062]图2示出了运用了本发明的增材制造(三维打印)设备的实施例，本发明所述的阴极1、栅极2、阳极3、消像散线圈4、聚焦线圈5、偏转线圈6等位于真空室15的上方。真空室内还安装有送粉器16、铺粉器17、成形缸18、活塞板19。真空室15可以通过真空系统保持真空环境，该真空系统包括涡轮分子栗、涡旋栗、离子栗以及多个阀。电子束14离开偏转线圈6后，进入真空室15，作用于活塞板19上的粉末材料20，使其烧结或熔化。本实施例中真空室的压力可介于0.001-0.1Pa的范围，电子束的加速电压为60kV，功率最大为3kW。
[0063]送粉器16、铺粉器17可在活塞板19上形成粉末薄层，电子束14在粉末层扫描三维模型的截面，使粉末烧结或熔化。活塞板19可在竖直方向上运动，活塞板19下降一个高度，该高度等于粉末层的厚度。之后，送粉器16、铺粉器17在活塞板19上形成一层新的粉末，电子束14在粉末层上扫描三维模型的下一个截面，使粉末烧结或熔化，并与上一层结合。通过以上所述的逐层熔化的方法制造三维实体21。该制造方法所用的粉末材料包括纯金属或金属合金，如钛合金、钛、铝合金、铝、钛铝合金、不锈钢、Co-Cr合金等。用于降低活塞板19的方式包括伺服电机或步进电机带动的齿轮齿条、螺杆等结构。所述的三维模型可通过计算机辅助设计工具产生。
[0064]图3示出了本发明所述的宽幅扫描控制方法的一个实施例。电子束的扫描幅面22为方形，位于活塞板19上方，并且不会超出活塞板19的尺寸范围。在扫描幅面内选取若干个成阵列分布的标定点23。在本实施例中，扫描幅面尺寸为200mmX 200mm，标定点23共49个，成7X7的均匀阵列分布。
[0065]对于每一个标定点，改变DA转换器7中像散、聚焦、偏转所对应的通道7-2、7-3、
7-4、7-5、7-6的输出电压，使得电子束恰好落在标定点上，并且聚焦良好，没有像散。在插值表中记录该标定点的坐标值和对应的像散、聚焦、偏转的控制电压。逐个校准，直至所有标定点的坐标值和像散、聚焦、偏转的控制电压都被记录在插值表中。判断电子束是否落在标定点上、是否聚焦良好、是否像散的方法可以是肉眼观察，也可以借助于摄像头拍摄图像后通过图像识别判断。
[0066]之后，根据三维模型的截面确定电子束要执行的扫描路径，该路径可以包含一条或多条直线、曲线。沿着该扫描路径，每隔一段距离取一个扫描点。以图3中的圆形路径24为例，扫描点25为圆形路径上的扫描点。由此，电子束实际上为逐点扫描，为保证扫描路径上粉末熔化的连续，相邻两个扫描点上的熔池需有所重叠。因此，扫描点的间隔需要根据实际工艺下熔池的直径确定。在本实施例中，若熔池直径为d，则扫描点的间隔为d/4?d。
[0067]对于每一个扫描点，根据其坐标值，在插值表中进行插补运算，确定该扫描点对应的像散、聚焦、偏转的控制电压。在本实施例中，阵列排布的标定点23将扫描幅面22分为若干个方形小区域。对于确定的扫描点，首先确定其落在哪个方形小区域之中，并利用位于方形小区域角点的4个标定点的像散、聚焦、偏转的控制电压进行插补运算。可以认为，当DA转换器输出插补运算得到的像散、聚焦、偏转的控制电压时，扫描点的位置精度、聚焦、像散均达到最优状态。
[0068]逐个对所有扫描点进行插补运算，将像散、聚焦、偏转的控制电压记录在储存器中。图4示出了储存器的数据储存和DA转换方式。存储器26为DA转换器的6个通道划分了对应的储存空间27、28、29、30、31、32。像散的控制电压包括两个绕组的控制电压，保存在储存空间28、29中；聚焦的控制电压保存在储存空间30中；偏转的控制电压包括X、Y两个绕组的控制电压，保存在储存空间31、32中。对于每一个扫描点，还附加了一个束流控制电压，表示电子束落在该扫描点时的束流(功率)。束流控制电压保存在储存空间27中。
[0069]所有扫描点的控制电压保存完毕后，DA转换器的6个通道分别读取对应的