top of page

В ЕЛЕКТРОННО-ЛЪЧОВА ОБРАБОТКА (EBM) имаме високоскоростни електрони, концентрирани в тесен лъч, който е насочен към обработвания детайл, създавайки топлина и изпарявайки материала. Така EBM е един вид HIGH-ENERGY-BEAM MACHINING техника. Електронно-лъчева обработка (EBM) може да се използва за много точно рязане или пробиване на различни метали. Повърхностното покритие е по-добро и ширината на прореза е по-тясна в сравнение с други процеси на термично рязане. Електронните лъчи в оборудването EBM-Machining се генерират в електронен лъчев пистолет. Приложенията на обработката с електронен лъч са подобни на тези на обработката с лазерен лъч, с изключение на това, че EBM изисква добър вакуум. По този начин тези два процеса се класифицират като електро-оптично-термични процеси. Заготовката, която ще се обработва с EBM процес, се намира под електронния лъч и се държи под вакуум. Електронно-лъчевите оръдия в нашите EBM машини също са снабдени с осветителни системи и телескопи за центриране на лъча спрямо детайла. Детайлът е монтиран на CNC маса, така че дупки с всякаква форма да могат да се обработват с помощта на CNC контрола и функцията за отклонение на лъча на пистолета. За да се постигне бързо изпаряване на материала, равнинната плътност на мощността в лъча трябва да бъде възможно най-висока. На мястото на удара могат да бъдат постигнати стойности до 10exp7 W/mm2. Електроните прехвърлят кинетичната си енергия в топлина в много малка площ и материалът, засегнат от лъча, се изпарява за много кратко време. Разтопеният материал в горната част на предната част се изтласква от зоната на рязане от високото налягане на парите в долните части. EBM оборудването е изградено подобно на машините за електронно лъчево заваряване. Електронно-лъчевите машини обикновено използват напрежение в диапазона от 50 до 200 kV, за да ускорят електроните до около 50 до 80% от скоростта на светлината (200 000 km/s). Магнитни лещи, чиято функция се основава на силите на Лоренц, се използват за фокусиране на електронния лъч към повърхността на детайла. С помощта на компютър електромагнитната отклоняваща система позиционира лъча според нуждите, така че да могат да се пробиват отвори с всякаква форма. С други думи, магнитните лещи в оборудването за електронно-лъчева обработка оформят лъча и намаляват отклонението. От друга страна, отворите позволяват само на конвергентните електрони да преминат и да уловят дивергентните електрони с ниска енергия от ръбовете. По този начин апертурата и магнитните лещи в EBM-Machines подобряват качеството на електронния лъч. Пистолетът в EBM се използва в импулсен режим. Дупките могат да се пробиват в тънки листове с помощта на един импулс. За по-дебели плочи обаче ще са необходими множество импулси. Обикновено се използват превключващи импулсни продължителности от 50 микросекунди до 15 милисекунди. За да се сведат до минимум сблъсъци на електрони с въздушни молекули, водещи до разсейване, и да се запази замърсяването до минимум, в EBM се използва вакуум. Вакуумът е труден и скъп за производство. Постигането на добър вакуум в големи обеми и камери е особено изискващо. Следователно EBM е най-подходящ за малки части, които се побират в компактни вакуумни камери с разумни размери. Нивото на вакуум в пистолета на EBM е от порядъка на 10EXP(-4) до 10EXP(-6) Torr. Взаимодействието на електронния лъч с обработвания детайл произвежда рентгенови лъчи, които представляват опасност за здравето и следователно добре обучен персонал трябва да работи с EBM оборудване. Най-общо казано, EBM-Machining се използва за рязане на отвори с диаметър от 0,001 инча (0,025 милиметра) и тесни канали от 0,001 инча в материали с дебелина до 0,250 инча (6,25 милиметра). Характерна дължина е диаметърът, върху който лъчът е активен. Електронният лъч в EBM може да има характерна дължина от десетки микрони до mm в зависимост от степента на фокусиране на лъча. Обикновено високоенергийният фокусиран електронен лъч се прави така, че да попадне върху детайла с размер на петна от 10 – 100 микрона. EBM може да осигури отвори с диаметри в диапазона от 100 микрона до 2 mm с дълбочина до 15 mm, т.е. със съотношение дълбочина/диаметър от около 10. В случай на разфокусирани електронни лъчи, плътността на мощността ще падне до 1 Ват/мм2. Въпреки това, в случай на фокусирани лъчи, плътността на мощността може да бъде увеличена до десетки kW/mm2. За сравнение, лазерните лъчи могат да бъдат фокусирани върху петно с размер от 10 – 100 микрона с плътност на мощността до 1 MW/mm2. Електрическият разряд обикновено осигурява най-висока плътност на мощността с по-малки размери на петна. Токът на лъча е пряко свързан с броя на наличните електрони в лъча. Токът на лъча при обработка с електронен лъч може да бъде нисък от 200 микроампера до 1 ампер. Увеличаването на тока на лъча на EBM и/или продължителността на импулса директно увеличава енергията на импулс. Ние използваме високоенергийни импулси над 100 J/импулс, за да обработваме по-големи отвори на по-дебели плочи. При нормални условия машинната обработка с EBM ни предлага предимството на продукти без грапавини. Параметрите на процеса, които пряко влияят върху характеристиките на обработка при електронно-лъчева обработка, са:

 

• Ускорително напрежение

 

• Ток на лъча

 

• Продължителност на импулса

 

• Енергия на импулс

 

• Мощност на импулс

 

• Ток на обектива

 

• Размер на петна

 

• Плътност на мощността

 

Някои фантастични структури могат да бъдат получени и с помощта на електронно-лъчева обработка. Дупките могат да бъдат заострени по дълбочината или във формата на варел. Чрез фокусиране на лъча под повърхността могат да се получат обратни стеснения. Широка гама от материали като стомана, неръждаема стомана, титанови и никелови супер-сплави, алуминий, пластмаси, керамика могат да бъдат обработвани с помощта на обработка с електронни лъчи. Може да има термични щети, свързани с EBM. Въпреки това, засегнатата от топлината зона е тясна поради кратката продължителност на импулса в EBM. Зоните, засегнати от топлина, обикновено са около 20 до 30 микрона. Някои материали като алуминиеви и титанови сплави се обработват по-лесно в сравнение със стоманата. Освен това EBM машинната обработка не включва сили на рязане върху детайлите. Това позволява обработка на крехки и чупливи материали чрез EBM без значително затягане или закрепване, какъвто е случаят при техниките за механична обработка. Дупките могат да се пробиват и под много плитки ъгли като 20 до 30 градуса.

 

 

 

Предимствата на Electron-Beam-Machining: EBM осигурява много високи скорости на пробиване, когато се пробиват малки отвори с високо аспектно съотношение. EBM може да обработва почти всеки материал, независимо от неговите механични свойства. Не се включват механични сили на рязане, като по този начин разходите за затягане, задържане и фиксиране са пренебрегнати, а крехките/чупливи материали могат да се обработват без проблеми. Зоните, засегнати от топлина в EBM, са малки поради късите импулси. EBM е в състояние да осигури всякаква форма на отвори с точност чрез използване на електромагнитни намотки за отклоняване на електронни лъчи и CNC маса.

 

 

 

Недостатъците на електронно-лъчевата обработка: Оборудването е скъпо и работата и поддръжката на вакуумни системи изисква специализирани техници. EBM изисква значителни периоди на вакуумна помпа за постигане на необходимите ниски налягания. Въпреки че засегнатата от топлината зона е малка в EBM, образуването на преработен слой се случва често. Нашият дългогодишен опит и ноу-хау ни помага да се възползваме от това ценно оборудване в нашата производствена среда.

bottom of page