Was schmilzt Elektronenstrahl?

Elektronenstrahlschmelzen (EBM) ist eine Technik, bei der ein Maschinenteil durch Schmelzschicht auf Pulverschicht hergestellt wird, um die gewünschte Form zu bilden.Diese schnelle Herstellungsmethode verwendet einen Elektronenstrahl in einem Vakuum, um die erforderliche Temperatur zum Schmelzen des Pulvers zu erzeugen.Auf diese Weise konstruierte Teile sind in der Regel bemerkenswert, um wünschenswertere physikalische Eigenschaften zu haben als mit anderen Methoden konstruierten Teile.

Um eine Komponente durch Elektronenstrahlschmelzen aufzubauen, wird das zu bearbeitende Material in eine Vakuumkammer platziert.Die Größe dieser Kammer bestimmt die maximal mögliche Größe des fertigen Teils.Elektronen werden dann aus einem Filament emittiert und auf ungefähr die Hälfte der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt.Magnetfelder konzentrieren sich und lenken den Strahl auf die erforderlichen Standorte.Wenn die Elektronen mit Puderpartikeln kollidieren, wird ihre kinetische Energie in thermische Energie umgewandelt, wodurch das Pulver erhitzt wird.

Da der Strahl nur einen sehr flachen Bereich an der Oberfläche des Materials beeinflusst, wird das Teil Schicht für Schicht aufgebaut.Computer werden normalerweise verwendet, um den Ort und die Verweilzeit des Strahls zu steuern, obwohl ein Bediener, der den Prozess überwacht, manchmal anpasst.Dreidimensionale computergestützte Entwurfsschematik liefern die dimensionalen Informationen, die zur Regie des Strahls erforderlich sind.Solche Prozesse liefern genaue Mengen an Energie und Material an genaue Standorte, um die gewünschte Struktur zu entwickeln.Anstatt eine Form zu verwenden, um die Form des Teils zu definieren, verwenden additive Herstellungstechniken einen dreidimensionalen digitalen Blaupause, um seine Form anzugeben.Andere Materialien werden jedoch manchmal verwendet, wie Keramik und Keramikmetallverbundwerkstoffe.Das Schmelzen des Elektronenstrahls eignet sich besonders für die Verwendung mit Materialien, die mit Sauerstoff reagieren, da die Herstellung in einer Vakuumkammer stattfindet.

Es gibt eine Reihe von Vorteilen, die mit dem Schmelzen von Elektronenstrahl verbunden sind.Aufgrund der hohen Energie ermöglicht diese Technologie eine hohe Schmelzkapazität und eine hohe Produktivität.EBM kann Komponenten extrem komplexer Geometrien erzeugen.Die resultierenden Teile werden im Allgemeinen für ihre extrem hohe Dichte und Mangel an Hohlräumen in der Struktur festgestellt.

Die extrem hohen Temperaturen erzeugen typischerweise Metallteile mit ähnlichen metallurgischen Eigenschaften wie hitzebehandelte Komponenten.Zum Beispiel haben Produkte dieser Methode im Allgemeinen eine höhere Festigkeit und nur wenig bis gar keine Reststress im Vergleich zu Produkten anderer Herstellungsmethoden.Dies verkürzt häufig die Produktionszeit, indem zusätzliche thermische Behandlungsvorgänge nach dem Bau des Teils vermieden werden.

Komponenten, die mit Elektronenstrahlschmelzen hergestellt werden, finden sich in einer Vielzahl von Anwendungen.Seine Eignung für die Verwendung mit reaktiven Titanlegierungen bedeutet, dass das Schmelzen von Elektronenstrahl häufig zum Bau leichter Titankomponenten wie medizinischen Implantaten verwendet wird.Bekannt für die Herstellung von Teilen mit hoher Festigkeit und guter metallurgischer Qualität, wird es auch häufig zur Herstellung von Hochleistungsteilen verwendet.Zum Beispiel wird es verwendet, um Gegenstände wie Turbinenblätter für Luft- und Raumfahrtanwendungen und Fahrzeugrahmen herzustellen, die im Motorsport verwendet werden.