电子束选区熔化技术作为一种重要的金属增材制造方法，在制备高性能、复杂结构金属部件方面具有显著优势。然而，在快速熔凝过程中，巨大的温度梯度和反复的热循环会在部件内部积累极高的残余应力，这是导致零件变形、开裂甚至制造失败的主要原因。传统工艺参数优化（如调整扫描策略、预热基板）虽有一定效果，但往往以牺牲效率或面临物理极限为代价。高压策略，在此特指通过主动、动态地调控电子束自身的能量输出特性——尤其是利用高压电源对电子束的加速电压、束流、聚焦及扫描行为进行快速、精密的时空调制——来干预熔池及其周边区域的热力场分布，从而从能量输入源头促进热应力的主动疏散，而非被动承受。

热应力的产生根植于非均匀的热膨胀与收缩。在EBM过程中，电子束作为集中热源，其能量输入的空间和时间分布直接决定了温度场的演化。高压策略的核心思想是：将电子束从单一的热源工具，转变为能够执行复杂能量调制任务的“热场调控器”。通过高压电源系统的快速响应和精密编程，实现对电子束能量沉积位置、强度和速率的动态控制，以达到以下目的：1）均匀化或优化温度梯度；2）促进局部应力释放；3）诱导有利的微观组织以增强抗裂性。

具体的高压策略体现在以下几个层面：

1. 束流与加速电压的协同动态调制：

* 能量密度梯度扫描：在扫描特定区域（如轮廓或大截面内部）时，采用脉冲束流或对加速电压进行高频小幅调制。例如，以数百赫兹频率对束流进行方波调制，在“高束流”期快速熔化粉末，“低束流”期允许热量向周围传导，减小瞬时温度梯度。这需要束流控制电源具备高速开关能力，且开关过程的稳定性至关重要。

* 变能量扫描：在单道扫描中，使加速电压或束流沿扫描方向呈预设的梯度变化。例如，在扫描起始端采用较低能量以平缓升温，在中段采用高能量保证熔透，在结束端再次降低能量以实现缓冷。这要求高压电源支持快速、平滑的电压/电流波形输出。

2. 多尺度扫描与热场管理：

* 主扫描与辅助扫描结合：除了用于熔化的主扫描电子束（高能量、小光斑），利用高压偏转系统，在同一区域或相邻区域，快速切换到一种“辅助扫描”模式。例如，使用一个散焦的、低能量密度的电子束对即将扫描的区域进行预加热，或对刚刚扫描完成的区域进行后热处理（退火）。这需要高压电源和偏转系统能够快速在不同工作模式（高能聚焦/低能散焦）间切换，且时序精确。

* 分区差异化能量策略：根据部件的几何特征和热历史预测，对不同区域（如薄壁区、厚大区、悬垂区）采用不同的基准能量参数（加速电压、束流）。这要求高压电源系统能够接收来自工艺规划软件的复杂指令集，并快速执行。

3. 聚焦状态的动态调节：

* 动态聚焦与能量分布调制：通过快速改变聚焦线圈电流，微调束斑尺寸和能量密度分布。在需要热量扩散的区域（如减少应力集中），可以短暂散焦以扩大热影响区；在需要精确成形的区域，则保持紧聚焦。聚焦线圈电源需要具备良好的动态响应特性，以跟上扫描频率。

4. 与在线监测的闭环联动：

* 集成红外热像仪或熔池监控系统，实时监测熔池及周围区域的温度场。当检测到温度梯度过大或异常高温区时，反馈控制系统立即通过调整高压参数（如局部降低束流或短暂移开束斑）进行干预。这要求高压电源的控制接口具备高带宽和低延迟，能够响应实时模拟或数字反馈信号。

这些高压策略的有效实施，依赖于高性能的电子束发生与控制系统。对高压电源的要求包括：多参数（电压、电流）的高精度设定与稳定输出；微秒级的快速调节与切换能力；复杂波形（脉冲、斜坡）的生成能力；以及与扫描、聚焦、监测系统的高精度同步。电源的长期可靠性也至关重要，因为EBM工艺周期长，任何高压波动都可能在数十小时甚至上百小时的制造过程中产生累积效应。

电子束选区熔化热应力疏散高压策略，代表了从被动应对热应力到主动调控热力场的工艺理念跃升。它通过赋予电子束“智能”的能量时空调制能力，为在制造过程中原位管理和降低残余应力提供了强大的工具。虽然这项技术仍在不断发展和优化中，但它为解决金属增材制造中的变形与开裂难题，实现更大尺寸、更复杂结构、更高性能部件的可靠成形，指明了极具潜力的技术方向。