Hvad er elektronstrålesmelte?
Elektronstrålesmeltning (EBM) er en teknik, hvor en maskindel fremstilles ved at smelte lag på lag med pulver for at danne den ønskede form. Denne hurtige fremstillingsmetode bruger en elektronstråle i et vakuum til at producere den nødvendige temperatur til at smelte pulveret. Dele konstrueret på denne måde er typisk bemærkelsesværdige for at have mere ønskelige fysiske egenskaber end dele konstrueret med andre metoder.
For at opbygge en komponent gennem elektronstrålesmeltning placeres det materiale, der skal bearbejdes, i et vakuumkammer. Størrelsen på dette kammer bestemmer den maksimale mulige størrelse på den færdige del. Elektroner udsendes derefter fra et glødetråd og accelereres til cirka halvdelen af lysets hastighed. Magnetiske felter fokuserer og dirigerer strålen til de nødvendige placeringer. Når elektronerne kolliderer med partikler af pulver, omdannes deres kinetiske energi til termisk energi, hvorved pulveret opvarmes.
Da strålen kun påvirker et meget lavt område ved materialets overflade, er delen opbygget lag for lag. Computere bruges typisk til at kontrollere bjælkens placering og opholdstid, skønt en operatør, der overvåger processen, til tider vil justere den. Tredimensionel computerstøttet designskema giver den dimensionelle information, der er nødvendig for at rette strålen.
EBM omtales ofte som en type hurtig fremstillingsmetode kendt som additivfremstilling. Sådanne processer leverer nøjagtige mængder energi og materiale til præcise placeringer for at udvikle den ønskede struktur. I stedet for at bruge en form til at definere formen på delen, bruger additive fremstillingsteknikker en tredimensionel digital plan for at specificere dens form.
Metaller er de mest typiske materialer, der bruges til at konstruere komponenter med elektronstrålesmeltning. Andre materialer anvendes dog undertiden, såsom keramik og keramik-metalkompositter. Elektronstrålesmeltning er især egnet til brug med materialer, der reagerer med ilt, fordi fabrikation finder sted i et vakuumkammer.
Der er en række fordele forbundet med smeltning af elektronstråler. På grund af den høje energi, der er involveret, giver denne teknologi mulighed for høj smeltekapacitet og høj produktivitet. EBM kan producere komponenter af ekstremt komplekse geometrier. Resulterende dele er generelt kendt for deres ekstremt høje tæthed og mangel på hulrum i strukturen.
De ekstremt høje temperaturer, der typisk er involveret i processen, producerer ofte metaldele med lignende metallurgiske egenskaber som varmebehandlede komponenter. For eksempel har produkter ifølge denne fremgangsmåde generelt højere styrke og ringe til ingen restspænding sammenlignet med produkter fra andre fremstillingsmetoder. Dette reducerer ofte produktionstiden ved at undgå yderligere varmebehandlingsoperationer, når delen er bygget.
Komponenter fremstillet med elektronstrålesmeltning findes i en lang række anvendelser. Dets egnethed til brug med reaktive titanlegeringer betyder, at elektronstrålesmelning ofte bruges til at konstruere lette titankomponenter såsom medicinske implantater. Det er også kendt for at fremstille dele med høj styrke og god metallurgisk kvalitet, og det bruges også ofte til at fremstille dele med høj ydeevne. F.eks. Bruges det til at fremstille sådanne genstande som turbineblade til rumfartsapplikationer og køretøjsrammer, der bruges i motorsport.