Qu'est-ce que la fusion du faisceau d'électrons?
La fusion du faisceau d'électrons (EBM) est une technique dans laquelle une partie de la machine est fabriquée en faisant fondre la couche sur une couche de poudre pour former la forme souhaitée.Cette méthode de fabrication rapide utilise un faisceau d'électrons dans un vide pour produire la température nécessaire pour faire fondre la poudre.Les pièces construites de cette manière sont généralement remarquables pour avoir des caractéristiques physiques plus souhaitables que les pièces construites avec d'autres méthodes.
Pour construire un composant à travers la fusion du faisceau d'électrons, le matériau à travailler est placé dans une chambre à vide.La taille de cette chambre détermine la taille maximale possible de la pièce finie.Les électrons sont ensuite émis par un filament et accélérés à environ la moitié de la vitesse de la lumière.Les champs magnétiques se concentrent et dirigent le faisceau vers les emplacements nécessaires.Lorsque les électrons entrent en collision avec des particules de poudre, leur énergie cinétique est transformée en énergie thermique, chauffant ainsi la poudre.
Comme le faisceau n'affecte qu'une zone très peu profonde à la surface du matériau, la pièce est construite de couche par couche.Les ordinateurs sont généralement utilisés pour contrôler l'emplacement et l'habitation du faisceau, bien qu'un opérateur supervisant le processus l'ajuste parfois.Les schémas de conception assistés par ordinateur en trois dimensions fournissent les informations dimensionnelles nécessaires pour diriger le faisceau.
EBM est souvent appelé un type de méthode de fabrication rapide connue sous le nom de fabrication additive.Ces processus fournissent des quantités précises d'énergie et de matériaux à des emplacements précis pour développer la structure souhaitée.Plutôt que d'utiliser un moule pour définir la forme de la pièce, les techniques de fabrication additives utilisent un plan numérique tridimensionnel pour spécifier sa forme.
Les métaux sont les matériaux les plus typiques utilisés pour construire des composants avec fusion du faisceau d'électrons.Cependant, d'autres matériaux sont parfois utilisés, tels que la céramique et les composites de métal céramique.La fusion du faisceau d'électrons convient particulièrement à une utilisation avec des matériaux qui réagissent avec l'oxygène car la fabrication a lieu dans une chambre à vide.
Il existe un certain nombre d'avantages associés à la fusion du faisceau d'électrons.En raison de la forte énergie impliquée, cette technologie permet une capacité de fusion élevée et une productivité élevée.EBM peut produire des composants de géométries extrêmement complexes.Les pièces résultant sont généralement notées pour leur densité extrêmement élevée et leur manque de vides dans la structure.
Les températures extrêmement élevées généralement impliquées dans le processus produisent souvent des pièces métalliques avec des caractéristiques métallurgiques similaires aux composants traités à la chaleur.Par exemple, les produits de cette méthode ont généralement une résistance plus élevée et peu ou pas de contrainte résiduelle par rapport aux produits d'autres méthodes de fabrication.Cela réduit souvent le temps de production en évitant des opérations de traitement thermique supplémentaires une fois la pièce construite.
Les composants fabriqués avec la fusion du faisceau d'électrons se trouvent dans une grande variété d'applications.Son aptitude à utiliser avec des alliages de titane réactifs signifie que la fusion du faisceau d'électrons est fréquemment utilisée pour construire des composants de titane légers tels que les implants médicaux.Connu pour produire des parties de haute résistance et de bonne qualité métallurgique, il est également fréquemment utilisé pour produire des pièces haute performance.Par exemple, il est utilisé pour fabriquer des articles tels que les lames de turbine pour les applications aérospatiales et les cadres de véhicules utilisés dans les sports automobiles.