Tia điện tử tan chảy là gì?

Tia điện tử nóng chảy (EBM) là một kỹ thuật trong đó một bộ phận máy được sản xuất bằng cách nóng chảy lớp trên lớp bột để tạo thành hình dạng mong muốn.Phương pháp sản xuất nhanh này sử dụng chùm electron trong chân không để tạo ra nhiệt độ cần thiết để làm tan chảy bột.Các bộ phận được xây dựng theo cách này thường đáng chú ý là có các đặc điểm vật lý mong muốn hơn so với các bộ phận được xây dựng với các phương pháp khác. Để xây dựng một thành phần thông qua sự tan chảy của chùm electron, vật liệu được làm việc được đặt trong buồng chân không.Kích thước của buồng này xác định kích thước tối đa có thể của phần hoàn thành.Các electron sau đó được phát ra từ một dây tóc và tăng tốc lên khoảng một nửa tốc độ ánh sáng.Từ trường lấy nét và hướng chùm tia đến các vị trí cần thiết.Khi các electron va chạm với các hạt bột, động năng của chúng được biến đổi thành năng lượng nhiệt do đó làm nóng bột.

Khi chùm tia chỉ ảnh hưởng đến một khu vực rất nông ở bề mặt của vật liệu, phần được xây dựng theo lớp từng lớp.Máy tính thường được sử dụng để kiểm soát vị trí và thời gian dừng của chùm tia, mặc dù người vận hành giám sát quá trình đôi khi sẽ điều chỉnh nó.Sơ đồ thiết kế hỗ trợ máy tính ba chiều cung cấp thông tin kích thước cần thiết để chỉ đạo chùm tia.

EBM thường được gọi là một loại phương pháp sản xuất nhanh được gọi là sản xuất phụ gia.Các quy trình như vậy cung cấp lượng năng lượng và vật liệu chính xác cho các vị trí chính xác để phát triển cấu trúc mong muốn.Thay vì sử dụng khuôn để xác định hình dạng của bộ phận, các kỹ thuật sản xuất phụ gia sử dụng bản thiết kế kỹ thuật số ba chiều để chỉ định hình dạng của nó. Kim loại là các vật liệu điển hình nhất được sử dụng để xây dựng các thành phần với sự nóng chảy của chùm tia điện tử.Tuy nhiên, các vật liệu khác đôi khi được sử dụng, chẳng hạn như gốm sứ và vật liệu tổng hợp kim loại gốm.Sự tan chảy chùm electron đặc biệt phù hợp để sử dụng với các vật liệu phản ứng với oxy vì chế tạo diễn ra trong buồng chân không. Có một số lợi thế liên quan đến việc nóng chảy chùm electron.Do năng lượng cao liên quan, công nghệ này cho phép khả năng nóng chảy cao và năng suất cao.EBM có thể tạo ra các thành phần của hình học cực kỳ phức tạp.Các bộ phận kết quả thường được ghi nhận cho mật độ cực cao và thiếu các khoảng trống trong cấu trúc. Nhiệt độ cực kỳ cao thường liên quan đến quá trình này thường tạo ra các bộ phận kim loại với các đặc tính luyện kim tương tự với các thành phần được xử lý nhiệt.Ví dụ, các sản phẩm của phương pháp này thường có cường độ cao hơn và ít hoặc không có ứng suất dư so với các sản phẩm của các phương pháp chế tạo khác.Điều này thường giảm thời gian sản xuất bằng cách tránh các hoạt động xử lý nhiệt bổ sung sau khi bộ phận được xây dựng.Sự phù hợp của nó để sử dụng với các hợp kim titan phản ứng có nghĩa là sự tan chảy chùm electron thường được sử dụng để xây dựng các thành phần titan nhẹ như cấy ghép y tế.Được biết đến với việc sản xuất các bộ phận có chất lượng cường độ cao và chất lượng luyện kim tốt, nó cũng thường được sử dụng để tạo ra các bộ phận hiệu suất cao.Ví dụ, nó được sử dụng để chế tạo các vật phẩm như lưỡi tuabin cho các ứng dụng hàng không vũ trụ và khung xe được sử dụng trong các môn thể thao động cơ.