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摘要
电子枪的阴极位置和聚焦电流大小会影响电子束的焦距和束斑形貌，进而影响增材制造零件的质量。首先根据实际的电子枪结构，建立了1∶1三维电子枪物理模型和有限元分析模型，并采用CST软件的粒子工作室模块进行了仿真，研究了聚焦电流大小和阴极位置对电子束的焦点位置和束斑形貌的影响。仿真结果表明：聚集电流为460 mA，阴极下表面距栅极上表面为1.0 mm时，电子束在工作平面处的束斑直径为0.61 mm，电子分布较均匀且形状较圆。进行了电子束选区熔化实验，成功实现了钛合金粉末的预热和熔化成型。试验结果表明模拟仿真对电子枪的设计具有一定的指导作用，可以实现800 mm工作平面处的成功成型的要求。
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单位北京航空航天大学; 自动化学院
