Che cosa si sta sciogliendo il raggio di elettroni?

Il fusione del raggio di elettroni (EBM) è una tecnica in cui una parte della macchina viene prodotta mediante strato di scioglimento su strato di polvere per formare la forma desiderata.Questo metodo di produzione rapida utilizza un fascio di elettroni nel vuoto per produrre la temperatura necessaria per sciogliere la polvere.Le parti costruite in questo modo sono in genere notevoli per avere caratteristiche fisiche più desiderabili rispetto alle parti costruite con altri metodi.

Per creare un componente attraverso la fusione del fascio di elettroni, il materiale da lavorare viene collocato in una camera di vuoto.La dimensione di questa camera determina la dimensione massima possibile della parte finita.Gli elettroni vengono quindi emessi da un filamento e accelerati a circa la metà della velocità della luce.I campi magnetici si concentrano e indirizzano il raggio alle posizioni necessarie.Quando gli elettroni si scontrano con particelle di polvere, la loro energia cinetica viene trasformata in energia termica, riscaldando così la polvere.

Mentre il raggio colpisce solo un'area molto poco profonda sulla superficie del materiale, la parte è costruita strato per strato.I computer vengono in genere utilizzati per controllare la posizione e il tempo di dimora del raggio, sebbene un operatore che supervisiona il processo a volte lo regolerà.Gli schemi di progettazione assistiti da computer tridimensionali forniscono le informazioni dimensionali necessarie per dirigere il raggio.

EBM viene spesso definito come un tipo di metodo di produzione rapida noto come produzione additiva.Tali processi offrono quantità precise di energia e materiale a posizioni precise per sviluppare la struttura desiderata.Invece di usare uno stampo per definire la forma della parte, le tecniche di produzione additiva utilizzano un progetto digitale tridimensionale per specificarne la forma. I metalli sono i materiali più tipici utilizzati per costruire componenti con lo scioglimento del fascio di elettroni.Altri materiali, tuttavia, vengono talvolta utilizzati, come ceramica e compositi ceramici-metallo.Lo scioglimento del fascio di elettroni è particolarmente adatto per l'uso con materiali che reagiscono con ossigeno perché la fabbricazione avviene in una camera a vuoto.

Ci sono una serie di vantaggi associati alla fusione del fascio di elettroni.A causa dell'alta energia coinvolta, questa tecnologia consente un'elevata capacità di fusione e un'elevata produttività.L'EBM può produrre componenti di geometrie estremamente complesse.Le parti risultanti sono generalmente osservate per la loro densità estremamente elevata e la mancanza di vuoti nella struttura.

Le temperature estremamente elevate tipicamente coinvolte nel processo producono spesso parti metalliche con caratteristiche metallurgiche simili ai componenti trattati con calore.Ad esempio, i prodotti di questo metodo hanno generalmente una resistenza più elevata e uno stress residuo scarso o nullo rispetto ai prodotti di altri metodi di fabbricazione.Ciò riduce spesso i tempi di produzione evitando ulteriori operazioni di trattamento termico una volta costruita la parte.

I componenti fabbricati con fusione del fascio di elettroni si trovano in un'ampia varietà di applicazioni.La sua idoneità per l'uso con leghe reattive di titanio significa che lo scioglimento del fascio di elettroni viene spesso utilizzato per costruire componenti di titanio leggeri come gli impianti medici.Noto per produrre parti di alta resistenza e buona qualità metallurgica, viene spesso utilizzato per produrre parti ad alte prestazioni.Ad esempio, viene utilizzato per fabbricare oggetti come lame per turbine per applicazioni aerospaziali e telai dei veicoli utilizzati negli sport motorili.