Hvad smelter elektronstrålen?
Elektronstråle -smeltning (EBM) er en teknik, hvor en maskindel fremstilles ved smeltning af lag på lag af 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 arbejdes 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 diriger strålen til de nødvendige placeringer.Når elektronerne kolliderer med partikler af pulver, omdannes deres kinetiske energi til termisk energi og opvarmes derved pulveret.
Da bjælken kun påvirker et meget lavt område ved overfladen af materialet, er delen opbygget lag for lag.Computere bruges typisk til at kontrollere placeringen og opholdsstiden for bjælken, selvom en operatør, der overvåger processen, undertiden vil justere den.Tredimensionelle computerstøttede designskemaer giver den dimensionelle information, der er nødvendig for at dirigere bjælken.
EBM kaldes ofte 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 elektronstråle -smeltning.Andre materialer bruges imidlertid undertiden, såsom keramik og keramiske metalkompositter.Elektronstråle -smeltning er især velegnet til brug med materialer, der reagerer med ilt, fordi fabrikation finder sted i et vakuumkammer.
Der er en række fordele forbundet med elektronstråle.På grund af den involverede høje energi giver denne teknologi mulighed for høj smelteevne og høj produktivitet.EBM kan producere komponenter af ekstremt komplekse geometrier.Resultater er generelt bemærket for deres ekstremt høje densitet 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 af denne metode generelt højere styrke og lidt til ingen restspænding sammenlignet med produkter fra andre fremstillingsmetoder.Dette reducerer ofte produktionstiden ved at undgå yderligere termiske behandlingsoperationer, når den del er blevet bygget.
Komponenter fremstillet med elektronstråle smeltning findes i en lang række anvendelser.Dens egnethed til anvendelse med reaktive titanlegeringer betyder, at elektronstråle -smeltning ofte bruges til at konstruere lette titaniumkomponenter, såsom medicinske implantater.Kendt for at producere dele af høj styrke og god metallurgisk kvalitet bruges det også ofte til at producere højtydende dele.For eksempel bruges det til at fremstille sådanne genstande som turbineblade til rumfartsapplikationer og køretøjsrammer, der bruges i motorsport.