top of page

En ELECTRON-BEAM MACHINING (EBM) temos electróns de alta velocidade concentrados nun feixe estreito, creando o material de calor e que se dirixe cara o traballo. Así, EBM é unha especie de High-ENERGY-BEAM MACHINING technique. O mecanizado por feixe de electróns (EBM) pódese usar para cortar ou perforar con moita precisión unha variedade de metais. O acabado superficial é mellor e o ancho da corte é máis estreito en comparación con outros procesos de corte térmico. Os feixes de electróns dos equipos EBM-Machining xéranse nun canón de feixe de electróns. As aplicacións do mecanizado con feixe de electróns son similares ás do mecanizado con feixe láser, agás que a EBM require un bo baleiro. Así, estes dous procesos clasifícanse como procesos electro-óptico-térmicos. A peza que se vai mecanizar co proceso EBM sitúase baixo o feixe de electróns e mantense ao baleiro. Os canóns de feixe de electróns das nosas máquinas EBM tamén están provistos de sistemas de iluminación e telescopios para o aliñamento do feixe coa peza de traballo. A peza de traballo está montada nunha mesa CNC para que se poidan mecanizar buratos de calquera forma usando o control CNC e a funcionalidade de desviación do feixe da pistola. Para conseguir a rápida evaporación do material, a densidade plana da potencia no feixe debe ser o máis alta posible. Pódense acadar valores de ata 10exp7 W/mm2 no lugar do impacto. Os electróns transfieren a súa enerxía cinética en calor nunha área moi pequena, e o material impactado polo feixe evaporase en moi pouco tempo. O material fundido na parte superior da fronte, é expulsado da zona de corte pola alta presión de vapor nas partes inferiores. Os equipos EBM constrúense de forma similar ás máquinas de soldadura por feixe de electróns. As máquinas de feixe de electróns adoitan utilizar voltaxes no rango de 50 a 200 kV para acelerar os electróns ata un 50 a 80% da velocidade da luz (200.000 km/s). Para enfocar o feixe de electróns á superficie da peza de traballo utilízanse lentes magnéticas cuxa función se basea nas forzas de Lorentz. Coa axuda dun ordenador, o sistema de deflexión electromagnética sitúa o feixe segundo sexa necesario para que se poidan perforar buratos de calquera forma. Noutras palabras, as lentes magnéticas dos equipos de mecanizado de feixes electrónicos dan forma ao feixe e reducen a diverxencia. Por outra banda, as aberturas permiten que só pasen os electróns converxentes e capten os electróns diverxentes de baixa enerxía das franxas. A apertura e as lentes magnéticas en EBM-Machines melloran así a calidade do feixe de electróns. A arma en EBM úsase en modo pulsado. Os buratos pódense perforar en láminas finas cun só pulso. Non obstante, para as placas máis grosas, serían necesarios varios pulsos. Normalmente úsanse duracións de pulso de conmutación de tan baixo como 50 microsegundos a 15 milisegundos. Para minimizar as colisións electrónicas coas moléculas de aire que producen a dispersión e manter a contaminación ao mínimo, utilízase o baleiro na EBM. O baleiro é difícil e caro de producir. Especialmente obter un bo baleiro dentro de grandes volumes e cámaras é moi esixente. Polo tanto, EBM é o máis adecuado para pezas pequenas que encaixan en cámaras de baleiro compactas de tamaño razoable. O nivel de baleiro dentro da arma do EBM está na orde de 10EXP(-4) a 10EXP(-6) Torr. A interacción do feixe de electróns coa peza de traballo produce raios X que supoñen un perigo para a saúde, polo que o persoal ben adestrado debe manexar os equipos EBM. En xeral, EBM-Machining utilízase para cortar buratos de tan pequenos como 0,025 milímetros de diámetro e ranuras tan estreitas como 0,001 polgadas en materiais de ata 0,250 polgadas (6,25 milímetros) de espesor. A lonxitude característica é o diámetro sobre o que está activo o feixe. O feixe de electróns en EBM pode ter unha lonxitude característica de decenas de micras a mm dependendo do grao de enfoque do feixe. Xeralmente, o feixe de electróns enfocado de alta enerxía incide na peza de traballo cun tamaño de punto de 10 a 100 micras. O EBM pode proporcionar orificios de diámetros no intervalo de 100 micras a 2 mm cunha profundidade de ata 15 mm, é dicir, cunha relación profundidade/diámetro de arredor de 10. No caso de feixes de electróns desenfocados, as densidades de potencia baixarían ata 1. vatios/mm2. Non obstante, no caso de feixes focalizados, as densidades de potencia poderían aumentarse ata decenas de kW/mm2. Como comparación, os raios láser pódense enfocar nun tamaño de punto de 10 a 100 micras cunha densidade de potencia de ata 1 MW/mm2. A descarga eléctrica normalmente proporciona as densidades de potencia máis altas con tamaños de puntos máis pequenos. A corrente do feixe está directamente relacionada co número de electróns dispoñibles no feixe. A corrente do feixe en Electron-Beam-Machining pode ser tan baixa como 200 microamperios a 1 amperio. Aumentar a corrente do feixe e/ou a duración do pulso do EBM aumenta directamente a enerxía por pulso. Usamos pulsos de alta enerxía superiores a 100 J/pulso para mecanizar buratos máis grandes en placas máis grosas. En condicións normais, o mecanizado EBM ofrécenos a vantaxe de produtos sen rebabas. Os parámetros do proceso que afectan directamente ás características de mecanizado en Electron-Beam-Machining son:

 

• Tensión de aceleración

 

• Corrente do feixe

 

• Duración do pulso

 

• Enerxía por pulso

 

• Potencia por pulso

 

• Corrente da lente

 

• Tamaño do punto

 

• Densidade de potencia

 

Tamén se poden obter algunhas estruturas fantásticas usando Electron-Beam-Machining. Os buratos poden ser estreitos ao longo da profundidade ou en forma de barril. Ao enfocar o feixe debaixo da superficie, pódense obter conos inversos. Unha ampla gama de materiais como aceiro, aceiro inoxidable, superligas de titanio e níquel, aluminio, plásticos e cerámica pódense mecanizar mediante mecanizado por vigas electrónicas. Pode haber danos térmicos asociados a EBM. Non obstante, a zona afectada pola calor é estreita debido á curta duración do pulso na EBM. As zonas afectadas pola calor son xeralmente de 20 a 30 micras. Algúns materiais como o aluminio e as aliaxes de titanio son máis fáciles de mecanizar en comparación co aceiro. Ademais, o mecanizado EBM non implica forzas de corte nas pezas de traballo. Isto permite o mecanizado de materiais fráxiles e fráxiles mediante EBM sen ningún tipo de suxeición ou suxeición significativa como é o caso das técnicas de mecanizado mecánico. Os buratos tamén se poden perforar en ángulos moi pouco profundos, como entre 20 e 30 graos.

 

 

 

As vantaxes de Electron-Beam-Machining: EBM proporciona taxas de perforación moi altas cando se perforan pequenos buratos con alta relación de aspecto. EBM pode mecanizar case calquera material independentemente das súas propiedades mecánicas. Non se implican forzas de corte mecánicas, polo que os custos de suxeición, suxeición e fixación do traballo son ignorables e pódense procesar materiais fráxiles/fráxiles sen problemas. As zonas afectadas pola calor en EBM son pequenas debido aos pulsos curtos. EBM é capaz de proporcionar calquera forma de buratos con precisión utilizando bobinas electromagnéticas para desviar os feixes de electróns e a mesa CNC.

 

 

 

As desvantaxes de Electron-Beam-Machining: os equipos son caros e o funcionamento e mantemento dos sistemas de baleiro require de técnicos especializados. EBM require períodos de bombeo de baleiro significativos para acadar as baixas presións necesarias. Aínda que a zona afectada pola calor é pequena en EBM, a formación da capa de refundición ocorre con frecuencia. Os nosos moitos anos de experiencia e coñecementos axúdanos a aproveitar este valioso equipo no noso entorno de fabricación.

bottom of page