近年来，3D打印技术不断革新，正以其独特的制造灵活性和定制化优势重塑全球工业格局。而在金属增材制造领域，北京清研智束科技有限公司（以下简称“清研智束”）凭借自主研发的Qbeam系列设备，实现了从单枪到阵列式电子束技术的跨越，成功打破传统工艺瓶颈。尤其是Qbeam S600设备，作为全球首款阵列式电子束3D打印设备，其诞生不仅刷新了商业化电子束设备的最大打印幅面纪录，更为航空航天、医疗器械等高端制造领域带来了全新解决方案。中国出海半导体网将尝试深入解析清研智束破局背后的故事，并探讨这一技术突破对全球增材制造产业的深远影响。
一、技术革新：突破传统，成就大幅面高精度打印
1.1 Qbeam S350：单枪设备的稳健输出
清研智束早期推出的Qbeam S350设备采用单枪电子束成形技术，其成形尺寸为350毫米×350毫米×500毫米。该设备支持钛合金、高温钛合金、高强钛合金以及铝合金等多种高性能金属材料打印，广泛应用于航空航天和医疗器械制造领域。Qbeam S350在打印过程中能够实现高精度沉积，其打印精度达±0.2毫米/100毫米，为复杂结构零部件的制造提供了坚实技术保障。
1.2 Qbeam S600：阵列式电子束技术的突破
在Qbeam S350成功应用的基础上，清研智束进一步研发了Qbeam S600设备。该设备采用自主研发的2×2阵列式电子枪技术，通过四个电子枪协同工作，将打印幅面拓展至600毫米×600毫米×700毫米，远超市场上传统电子束设备（最大打印幅面约400毫米×400毫米）的限制。Qbeam S600设备不仅在打印大尺寸构件上具有显著优势，还通过电磁绝缘和精密拼接技术确保了成形精度和拼接质量，真正实现了“高精度、高效率、低成本”的批量化制造。
新版EG3.1电子枪和先进的操作软件，使Qbeam S600能充分发挥电子束能量密度高、穿透力强、偏转速度快等特点。据官方数据，该设备在钛合金打印时，其极限沉积效率可提升至400 cm³/h以上，为航空航天中复杂钛合金构件的高效制造提供了可能。此外，通过自动标定、吹粉检测和在线光学监控等技术，打印过程的稳定性和可追溯性大大增强，为工业应用提供了可靠保障。
图：清研智束发布全球首款阵列式电子束3D打印设备Qbeam S600
二、应用领域：航空航天与医疗器械制造的新纪元
2.1 航空航天领域：大尺寸构件的精密制造
航空航天产业对材料性能和结构精度有着极高要求，传统制造工艺常难以满足复杂钛合金构件的需求。Qbeam S600设备凭借其大幅面打印能力和极高的精度，能够高效制造舱段、舵翼、整体框梁等结构复杂的钛合金零部件，为航空装备轻量化和高性能化提供有力支持。据悉，目前Qbeam S600已投产，并开始在航空航天领域实现批量生产和交付，部分设备预计今年上半年完成交付，极大地提高了生产效率并降低了制造成本。
2.2 医疗器械领域：定制化与高性能的完美结合
在医疗器械领域，高性能金属材料如钛合金被广泛用于制造植入物、假体及其他精密医疗器械。Qbeam S350与Qbeam S600设备凭借其高精度打印能力，能够生产出符合生物相容性和机械性能要求的医疗器械零部件，为个性化医疗提供定制化解决方案。利用3D打印技术制造的植入物，不仅能够根据患者具体解剖结构定制，还能显著缩短制造周期，降低手术风险，从而提升患者的治疗效果和生活质量。
三、市场影响：引领3D打印技术的产业升级
3.1 全球市场规模迅速扩大
根据中证快报及相关市场调研机构数据，2023年全球增材制造（3D打印）行业销售额已突破200亿美元大关，预计到2025年市场规模将达到298亿美元，而到2030年这一数字将攀升至853亿美元，年复合增长率约为23.4%。在这一快速扩张的背景下，清研智束的Qbeam S600设备凭借其突破性技术，不仅刷新了商业化电子束设备的记录，更为全球高端制造市场提供了新动力，推动了制造业的智能化、数字化升级。
3.2 技术引领与产业竞争力提升
清研智束通过自主研发，掌握了核心电子束增材制造技术，这使其在全球3D打印市场中占据了先机。Qbeam S600的成功投产不仅证明了我国在高端制造装备领域的自主创新能力，也激发了业内其他企业加大研发投入，推动电子束3D打印技术不断迭代升级。随着技术成熟与应用领域不断拓宽，未来Qbeam S600有望成为航空航天、医疗器械、汽车制造等多个行业的标准配置，进一步提升我国制造业的国际竞争力。
四、未来展望：持续创新与国际化战略
清研智束在突破性产品研发取得显著成就的同时，也在不断谋划下一步发展战略。公司表示，未来将持续加大研发投入，重点在以下几个方向发力：
1. 提升打印速度与降低成本
公司计划优化工艺流程和设备性能，进一步提高打印速度，并在材料利用率、能耗控制等方面不断创新，以降低整体生产成本，增强产品市场竞争力。
2. 拓展应用领域，深化跨界融合
除航空航天与医疗器械外，清研智束将积极探索汽车、工业设备等其他高端制造领域的应用，推动3D打印技术与传统制造业深度融合，助力产业转型升级。
3. 加强与国内外高校及科研机构合作
通过产学研深度合作，清研智束将不断引入前沿理论和新技术，打造开放共享的技术创新平台，为设备升级和新产品开发提供持续动力。
4. 推进国际市场拓展，提升品牌影响力
依托自主核心技术优势，公司将进一步加强国际合作，与全球知名制造企业建立战略联盟，共同推广阵列式电子束3D打印技术，打造国际化品牌形象，推动我国制造装备走向世界。
五、结语
清研智束自主研发的Qbeam S350与Qbeam S600设备，标志着全球首款阵列式电子束3D打印设备的成功问世。这一突破性成果不仅刷新了传统电子束设备的打印幅面纪录，更以高精度、大幅面、高效率和低成本的优势，为航空航天、医疗器械等高端制造领域提供了革命性解决方案。清研智束以技术创新为核心驱动力，正引领全球金属增材制造技术的深刻变革，并为我国制造业的智能化、数字化转型注入强劲动力。
未来，随着Qbeam S600设备在各领域的逐步推广应用，以及清研智束不断加大研发投入、深化国际合作，其在全球3D打印领域的竞争力将进一步提升。我们有理由相信，这一创新成果将为全球制造业带来全新变革，开启工业生产的新纪元，也为行业发展注入持久活力。
