Co je tání elektronového paprsku?

Tavení elektronovým paprskem (EBM) je technika, při které se strojní část vyrábí tavením vrstvy na vrstvu prášku za vzniku požadovaného tvaru. Tento rychlý způsob výroby používá elektronový paprsek ve vakuu k vytvoření potřebné teploty pro roztavení prášku. Díly konstruované tímto způsobem jsou obvykle známé tím, že mají více žádoucích fyzikálních charakteristik než díly konstruované jinými způsoby.

Pro vytvoření složky tavením elektronového paprsku se materiál, který má být zpracován, umístí do vakuové komory. Velikost této komory určuje maximální možnou velikost hotového dílu. Elektrony jsou pak emitovány z vlákna a zrychlovány na přibližně poloviční rychlost světla. Magnetická pole zaostří a nasměrují paprsek na nezbytná místa. Když se elektrony srazí s částicemi prášku, jejich kinetická energie se přemění na tepelnou energii, čímž se prášek zahřeje.

Protože paprsek ovlivňuje pouze velmi mělkou oblast na povrchu materiálu, je část vytvořena vrstva po vrstvě. Počítače se obvykle používají k řízení polohy a doby zdržení paprsku, ačkoli operátor, který dohlíží na proces, jej někdy upraví. Trojrozměrná počítačová schémata návrhu poskytují rozměrové informace nezbytné pro nasměrování paprsku.

EBM je často označován jako typ rychlé výrobní metody známé jako aditivní výroba. Takové procesy dodávají přesná množství energie a materiálu na přesná místa k vytvoření požadované struktury. Spíše než použití formy k definování tvaru součásti, aditivní výrobní techniky používají k určení svého tvaru trojrozměrný digitální plán.

Kovy jsou nejtypičtějšími materiály, které se používají ke konstrukci součástí při tavení elektronovým paprskem. Někdy se však používají i jiné materiály, jako je keramika a keramicko-kovové kompozity. Tavení elektronovým paprskem je zvláště vhodné pro použití s ​​materiály, které reagují s kyslíkem, protože výroba probíhá ve vakuové komoře.

S tavením elektronového paprsku je spojeno mnoho výhod. Díky této vysoké energii umožňuje tato technologie vysokou tavicí kapacitu a vysokou produktivitu. EBM může produkovat komponenty extrémně složitých geometrií. Výsledné části se obecně vyznačují extrémně vysokou hustotou a nedostatkem dutin ve struktuře.

Extrémně vysoké teploty obvykle zapojené do procesu často produkují kovové části s podobnými metalurgickými vlastnostmi jako součásti tepelně zpracované. Například výrobky této metody mají obecně vyšší pevnost a malé až žádné zbytkové napětí ve srovnání s produkty jiných výrobních metod. To často zkracuje dobu výroby tím, že se po sestavení součásti zabrání dalším operacím tepelného zpracování.

Komponenty vyrobené tavením elektronovým paprskem se nacházejí v široké škále aplikací. Jeho vhodnost pro použití s ​​reaktivními titanovými slitinami znamená, že tavení elektronovým paprskem se často používá ke konstrukci lehkých titanových složek, jako jsou lékařské implantáty. Známý pro výrobu dílů s vysokou pevností a dobrou metalurgickou kvalitou, je také často používán pro výrobu vysoce výkonných dílů. Používá se například k výrobě takových předmětů, jako jsou lopatky turbín pro letecké aplikace a rámy vozidel používané v motoristickém sportu.