Vad smälter elektronstrål?

Elektronstråle smältning (EBM) är en teknik där en maskindel tillverkas genom att smälta skiktet på pulverlager för att bilda den önskade formen.Denna snabba tillverkningsmetod använder en elektronstråle i ett vakuum för att producera den nödvändiga temperaturen för att smälta pulvret.Delar konstruerade på detta sätt är vanligtvis anmärkningsvärda för att ha mer önskvärda fysiska egenskaper än delar konstruerade med andra metoder.

För att bygga upp en komponent genom elektronstrålsmältning placeras materialet som ska bearbetas i en vakuumkammare.Storleken på denna kammare bestämmer den maximala möjliga storleken på den färdiga delen.Elektroner släpps sedan ut från ett glödtråd och accelereras till ungefär hälften av ljusets hastighet.Magnetfält fokuserar och riktar strålen till nödvändiga platser.När elektronerna kolliderar med pulverpartiklar transformeras deras kinetiska energi till termisk energi och därmed värmer pulvret.

Eftersom strålen bara påverkar ett mycket grunt område vid ytan av materialet, byggs delen upp skiktet för lager.Datorer används vanligtvis för att styra strålens plats och vistelse, även om en operatör som övervakar processen ibland kommer att justera den.Tredimensionella datorstödda designscheman ger den dimensionella information som krävs för att rikta strålen.

EBM kallas ofta en typ av snabb tillverkningsmetod som kallas tillsatsstillverkning.Sådana processer levererar exakta mängder energi och material till exakta platser för att utveckla den önskade strukturen.I stället för att använda en form för att definiera formen på delen använder additiva tillverkningstekniker en tredimensionell digital ritning för att specificera dess form.

Metaller är de mest typiska materialen som används för att konstruera komponenter med elektronstrålsmältning.Andra material används emellertid ibland, såsom keramik och keramiska metallkompositer.Elektronstrålsmältning är särskilt lämplig för användning med material som reagerar med syre eftersom tillverkning sker i en vakuumkammare.

Det finns ett antal fördelar förknippade med elektronstrålsmältning.På grund av den höga energin tillåter denna teknik hög smältkapacitet och hög produktivitet.EBM kan producera komponenter med extremt komplexa geometrier.Resulterande delar noteras vanligtvis för sin extremt höga täthet och brist på tomrum i strukturen.

De extremt höga temperaturerna som vanligtvis är involverade i processen producerar ofta metalldelar med liknande metallurgiska egenskaper som värmebehandlade komponenter.Till exempel har produkter av denna metod i allmänhet högre styrka och liten eller ingen restspänning jämfört med produkter från andra tillverkningsmetoder.Detta minskar ofta produktionstiden genom att undvika ytterligare termiska behandlingsverksamheter när delen har byggts.

Komponenter tillverkade med elektronstrålsmältning finns i en mängd olika applikationer.Dess lämplighet för användning med reaktiva titanlegeringar innebär att elektronstrålsmältning ofta används för att konstruera lätta titankomponenter såsom medicinska implantat.Känd för att producera delar av hög styrka och god metallurgisk kvalitet används den också ofta för att producera högpresterande delar.Till exempel används det för att tillverka sådana föremål som turbinblad för flyg- och rymdor och fordonsramar som används i motorsport.