Che cos'è la lavorazione a fascio di elettroni?

La lavorazione a fascio di elettroni (EBM) è un termine metallurgico che descrive un processo in cui il calore concentrato di un fascio di elettroni viene utilizzato per fondere il metallo. Il processo di solito si svolge all'interno di un vuoto, proteggendo così il metallo dall'atmosfera esterna come fa un flusso nei tradizionali processi di saldatura. Il processo viene utilizzato in una varietà di applicazioni, tra cui saldatura, ricottura e rimozione dei metalli.

A causa della complessità e dei costi delle apparecchiature, rispetto alle apparecchiature di lavorazione a raggio laser, questo tipo di lavorazione non è diventata una chiave di volta per l'industria e la produzione. Mentre i processi a fascio di elettroni producono una finitura superficiale più liscia e risultati più precisi rispetto ad altri processi di lavorazione, la necessità di operatori appositamente addestrati e i limiti intrinseci dell'apparecchiatura rendono la lavorazione a fascio di elettroni inadatta alla maggior parte dei settori. Questa apparecchiatura viene utilizzata principalmente nell'industria elettronica, che utilizza la tecnologia per incidere i circuiti delle unità a microprocessore e altre tecnologie miniaturizzate.

La lavorazione a fascio di elettroni può tagliare diversi tipi di metallo e leghe metalliche. Il fascio di elettroni è altamente focalizzato e quindi produce un taglio più sottile o un'area di taglio rispetto a molti altri metodi termici. Il processo produce anche una superficie più liscia su facce tagliate che richiede una finitura superficiale minima o nulla per il prodotto finale.

Tipicamente, l'applicazione di saldatura di questo processo produce un calore altamente concentrato all'interno di una camera a vuoto. Questo vuoto funge da flusso per proteggere il giunto mentre il calore del processo di lavorazione della trave fonde i due pezzi di metallo e qualsiasi metallo di riempimento, consentendo di unire questi pezzi. Il processo di saldatura della lavorazione del fascio di elettroni in questo modo è limitato dalle dimensioni della camera del vuoto. Per ovviare a questa limitazione, questo tipo di lavorazione viene talvolta utilizzato in una forma a cielo aperto, chiamata lavorazione a fascio di elettroni non sotto vuoto, ma ciò riduce notevolmente la potenza del processo e lo spessore dei metalli che possono essere effettivamente lavorati.

Una terza applicazione della lavorazione del fascio di elettroni è la ricottura di metallo e leghe metalliche mediante l'uso di calore. Le parti metalliche da elaborare vengono posizionate all'interno della camera del vuoto e quindi bombardate con elettroni ad alta velocità. Quando questi elettroni raggiungono il metallo, la parte viene riscaldata fino al punto di fusione e quindi lasciata raffreddare. Questo processo di riscaldamento e raffreddamento ammorbidisce il metallo per prepararlo per ulteriori lavorazioni metalliche.

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