Was ist Elektronenstrahlbearbeitung?
Elektronenstrahlbearbeitung (EBM) ist ein metallurgischer Begriff, der einen Prozess beschreibt, bei dem die konzentrierte Wärme eines Elektronenstrahls zum Schmelzen von Metall verwendet wird. Der Prozess findet normalerweise in einem Vakuum statt, wodurch das Metall vor der Außenatmosphäre geschützt wird, wie dies bei herkömmlichen Schweißprozessen der Fall ist. Das Verfahren wird in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, einschließlich Schweißen, Glühen und Entfernen von Metall.
Aufgrund der Komplexität und der Kosten der Ausrüstung im Vergleich zu Laserstrahlbearbeitungsgeräten ist diese Art der Bearbeitung nicht zu einem Grundpfeiler der Industrie und der Fertigung geworden. Während die Elektronenstrahlprozesse eine glattere Oberfläche und präzisere Ergebnisse als andere Bearbeitungsprozesse liefern, machen der Bedarf an speziell geschulten Bedienern und die damit verbundenen Einschränkungen der Ausrüstung die Elektronenstrahlbearbeitung für die meisten Industrien ungeeignet. Diese Ausrüstung wird hauptsächlich in der Elektronikindustrie verwendet, die die Technologie zum Ätzen der Schaltkreise von Mikroprozessoreinheiten und anderen miniaturisierten Technologien verwendet.
Die Elektronenstrahlbearbeitung kann viele verschiedene Arten von Metallen und Metalllegierungen schneiden. Der Elektronenstrahl ist stark fokussiert und erzeugt somit eine dünnere Schnittfuge oder Schnittfläche als viele andere thermische Methoden. Das Verfahren erzeugt auch eine glattere Oberfläche auf Schnittflächen, die für das Endprodukt keine oder nur eine geringe Oberflächenveredelung erfordert.
Typischerweise erzeugt die Schweißanwendung dieses Verfahrens eine hochkonzentrierte Wärme in einer Vakuumkammer. Dieses Vakuum dient als Flussmittel, um die Verbindung zu schützen, da die Hitze des Strahlbearbeitungsprozesses die beiden Metallteile und jegliches Füllmetall zum Schmelzen bringt, so dass diese Teile miteinander verbunden werden können. Der Schweißvorgang der Elektronenstrahlbearbeitung auf diese Weise ist durch die Größe der Vakuumkammer begrenzt. Um diese Einschränkung zu umgehen, wird diese Art der Bearbeitung manchmal im Freien, als Nicht-Vakuum-Elektronenstrahlbearbeitung bezeichnet, verwendet. Dies verringert jedoch die Leistungsfähigkeit des Prozesses und die Dicke der Metalle, die effektiv bearbeitet werden können, erheblich.
Eine dritte Anwendung der Elektronenstrahlbearbeitung ist das Tempern von Metallen und Metalllegierungen unter Verwendung von Wärme. Die zu bearbeitenden Metallteile werden in die Vakuumkammer eingebracht und anschließend mit Hochgeschwindigkeitselektronen beschossen. Wenn diese Elektronen das Metall erreichen, wird das Teil auf seinen Schmelzpunkt erhitzt und dann abkühlen gelassen. Dieser Aufheiz- und Abkühlprozess erweicht das Metall, um es für die weitere Metallbearbeitung vorzubereiten.