Что такое электронно-лучевое плавление?

Электронно-лучевая плавка (EBM) - это технология, при которой деталь машины изготавливается путем плавления слоя на слой порошка для формирования желаемой формы. Этот быстрый способ производства использует электронный пучок в вакууме для получения необходимой температуры для расплавления порошка. Детали, сконструированные таким образом, обычно отличаются более желательными физическими характеристиками, чем детали, сконструированные другими способами.

Для создания компонента путем электронно-лучевой плавки обрабатываемый материал помещают в вакуумную камеру. Размер этой камеры определяет максимально возможный размер готовой детали. Затем электроны испускаются из нити накала и ускоряются примерно до половины скорости света. Магнитные поля фокусируют и направляют луч в нужные места. Когда электроны сталкиваются с частицами порошка, их кинетическая энергия преобразуется в тепловую энергию, тем самым нагревая порошок.

Поскольку луч воздействует только на очень мелкую область на поверхности материала, деталь накапливается слой за слоем. Компьютеры, как правило, используются для контроля местоположения и времени нахождения луча, хотя оператор, контролирующий процесс, иногда его корректирует. Трехмерные схемы автоматизированного проектирования предоставляют информацию о размерах, необходимую для направления луча.

ДМ часто называют быстрым производственным методом, известным как аддитивное производство. Такие процессы доставляют точное количество энергии и материала в точные места для разработки желаемой структуры. Вместо того, чтобы использовать форму для определения формы детали, аддитивные технологии производства используют трехмерную цифровую схему, чтобы определить ее форму.

Металлы являются наиболее типичными материалами, используемыми для конструирования компонентов с электронно-лучевой плавкой. Однако иногда используются другие материалы, такие как керамика и металлокерамические композиты. Электронно-лучевая плавка особенно подходит для использования с материалами, которые реагируют с кислородом, потому что изготовление происходит в вакуумной камере.

Есть ряд преимуществ, связанных с электронно-лучевой плавкой. Благодаря высокой энергии, эта технология обеспечивает высокую плавильную способность и высокую производительность. EBM может производить компоненты чрезвычайно сложной геометрии. Результирующие детали обычно отличаются чрезвычайно высокой плотностью и отсутствием пустот в структуре.

Чрезвычайно высокие температуры, обычно используемые в процессе, часто приводят к образованию металлических деталей с металлургическими характеристиками, аналогичными термически обработанным компонентам. Например, продукты по этому способу обычно имеют более высокую прочность и остаточное напряжение почти или полностью отсутствуют по сравнению с продуктами других способов изготовления. Это часто сокращает время производства, избегая дополнительных операций термообработки после сборки детали.

Компоненты, изготовленные с помощью электронно-лучевой плавки, находят широкое применение. Его пригодность для использования с химически активными титановыми сплавами означает, что электронно-лучевое плавление часто используется для создания легких титановых компонентов, таких как медицинские имплантаты. Известный производителями деталей высокой прочности и хорошего металлургического качества, он также часто используется для производства деталей с высокими эксплуатационными характеристиками. Например, он используется для изготовления таких предметов, как лопатки турбин для аэрокосмической промышленности и рамы транспортных средств, используемых в автоспорте.