O que é fusão do feixe de elétrons?
A fusão por feixe de elétrons (EBM) é uma técnica na qual uma peça da máquina é fabricada fundindo camada sobre camada de pó para formar a forma desejada. Esse método de fabricação rápida usa um feixe de elétrons no vácuo para produzir a temperatura necessária para derreter o pó. As peças construídas dessa maneira são tipicamente notáveis por terem características físicas mais desejáveis do que as peças construídas com outros métodos.
Para construir um componente através da fusão do feixe de elétrons, o material a ser trabalhado é colocado em uma câmara de vácuo. O tamanho desta câmara determina o tamanho máximo possível da peça acabada. Os elétrons são então emitidos a partir de um filamento e acelerados para aproximadamente metade da velocidade da luz. Os campos magnéticos focalizam e direcionam o feixe para os locais necessários. Quando os elétrons colidem com partículas de pó, sua energia cinética é transformada em energia térmica, aquecendo o pó.
Como o feixe afeta apenas uma área muito rasa na superfície do material, a peça é construída camada por camada. Os computadores geralmente são usados para controlar a localização e o tempo de permanência do feixe, embora um operador que supervisiona o processo às vezes o ajuste. Os esquemas tridimensionais de projeto auxiliados por computador fornecem as informações dimensionais necessárias para direcionar o feixe.
A EBM é frequentemente referida como um tipo de método de fabricação rápida conhecido como manufatura aditiva. Tais processos fornecem quantidades precisas de energia e material para locais precisos para desenvolver a estrutura desejada. Em vez de usar um molde para definir a forma da peça, as técnicas de fabricação aditiva usam um modelo digital tridimensional para especificar sua forma.
Os metais são os materiais mais comuns usados para construir componentes com a fusão do feixe de elétrons. Outros materiais, no entanto, são às vezes usados, como cerâmica e compósitos de cerâmica e metal. A fusão do feixe de elétrons é particularmente adequada para uso com materiais que reagem com o oxigênio porque a fabricação ocorre em uma câmara de vácuo.
Existem várias vantagens associadas à fusão do feixe de elétrons. Devido à alta energia envolvida, essa tecnologia permite alta capacidade de fusão e alta produtividade. O EBM pode produzir componentes de geometrias extremamente complexas. As partes resultantes são geralmente notadas por sua densidade extremamente alta e falta de vazios na estrutura.
As temperaturas extremamente altas normalmente envolvidas no processo geralmente produzem peças metálicas com características metalúrgicas semelhantes aos componentes tratados termicamente. Por exemplo, produtos desse método geralmente têm maior resistência e pouco ou nenhum estresse residual em comparação com produtos de outros métodos de fabricação. Isso geralmente reduz o tempo de produção, evitando operações adicionais de tratamento térmico depois que a peça é construída.
Os componentes fabricados com fusão por feixe de elétrons são encontrados em uma ampla variedade de aplicações. Sua adequação ao uso com ligas reativas de titânio significa que a fusão do feixe de elétrons é freqüentemente usada para construir componentes leves de titânio, como implantes médicos. Conhecido por produzir peças de alta resistência e boa qualidade metalúrgica, também é frequentemente usado para produzir peças de alto desempenho. Por exemplo, é usado para fabricar itens como pás de turbinas para aplicações aeroespaciais e estruturas de veículos usadas em esportes a motor.