Co to jest obróbka wiązką elektronową?

Obróbka wiązką elektronów (EBM) to termin metalurgiczny, który opisuje proces, w którym skoncentrowane ciepło z wiązki elektronów jest wykorzystywane do topienia metalu. Proces zwykle odbywa się w próżni, chroniąc w ten sposób metal przed atmosferą zewnętrzną, podobnie jak topnik w tradycyjnych procesach spawania. Proces ten jest wykorzystywany w różnych zastosowaniach, w tym do spawania, wyżarzania i usuwania metalu.

Ze względu na złożoność i koszt sprzętu w porównaniu do sprzętu do obróbki wiązką laserową ten rodzaj obróbki nie stał się filarem przemysłu i produkcji. Podczas gdy procesy z wiązką elektronów zapewniają gładsze wykończenie powierzchni i bardziej precyzyjne wyniki niż w przypadku innych procesów obróbki, potrzeba specjalnie przeszkolonych operatorów i nieodłączne ograniczenia sprzętu sprawiają, że obróbka wiązką elektronów jest nieodpowiednia dla większości gałęzi przemysłu. Sprzęt ten jest wykorzystywany głównie w przemyśle elektronicznym, który wykorzystuje technologię do wytrawiania obwodów jednostek mikroprocesorowych i innych zminiaturyzowanych technologii.

Obróbka wiązką elektronów może ciąć wiele różnych rodzajów metalu i stopów metali. Wiązka elektronów jest wysoce skupiona, a zatem wytwarza cieńszy obszar rzazu lub cięcia niż wiele innych metod termicznych. Proces ten zapewnia również gładszą powierzchnię na ciętych powierzchniach, co wymaga niewielkiego, jeśli w ogóle, wykończenia powierzchni produktu końcowego.

Zazwyczaj zastosowanie tego procesu do spawania wytwarza wysoce skoncentrowane ciepło w komorze próżniowej. Ta próżnia służy jako strumień do ochrony złącza, ponieważ ciepło procesu obróbki wiązki topi dwa kawałki metalu i dowolny metal wypełniający, umożliwiając połączenie tych kawałków. Proces spawania w ten sposób wiązki elektronów jest ograniczony wielkością komory próżniowej. Aby obejść to ograniczenie, ten rodzaj obróbki jest czasami stosowany w formie otwartego powietrza, zwanej obróbką wiązką elektronów bez próżni, ale to znacznie zmniejsza moc procesu i grubość metali, które można skutecznie obrabiać.

Trzecim zastosowaniem obróbki wiązką elektronów jest wyżarzanie metali i stopów metali za pomocą ciepła. Obrabiane części metalowe umieszcza się w komorze próżniowej, a następnie bombarduje elektronami o dużej prędkości. Gdy elektrony te docierają do metalu, część ogrzewa się do temperatury topnienia, a następnie pozostawia do ostygnięcia. Ten proces ogrzewania i chłodzenia zmiękcza metal, aby przygotować go do dalszej obróbki.