EBM Machining & Electron Beam Machining

In ELECTRON-BEAM MACHINING (EBM) մենք ունենք բարձր արագությամբ էլեկտրոններ, որոնք ուղղորդում են էլեկտրոնները, որոնք ուղղում են դեպի ջերմություն, որը կենտրոնանում է ջերմության մեջ: Այսպիսով, EBM-ը մի տեսակ HIGH-ENERGY-BEAM MACHINING տեխնիկա է: Electron-Beam Machining (EBM) կարող է օգտագործվել տարբեր մետաղների շատ ճշգրիտ կտրման կամ փորելու համար: Մակերեւույթի ավարտը ավելի լավ է, իսկ միջանցքի լայնությունը՝ ավելի նեղ՝ համեմատած ջերմային կտրման այլ գործընթացների հետ: EBM-Machining սարքավորումների էլեկտրոնային ճառագայթները ստեղծվում են էլեկտրոնային ճառագայթային ատրճանակում: Electron-Beam Machining-ի կիրառությունները նման են լազերային ճառագայթային հաստոցների կիրառություններին, բացառությամբ, որ EBM-ը պահանջում է լավ վակուում: Այսպիսով, այս երկու գործընթացները դասակարգվում են որպես էլեկտրաօպտիկա-ջերմային գործընթացներ: EBM պրոցեսով մշակման ենթակա աշխատանքային մասը գտնվում է էլեկտրոնային փնջի տակ և պահվում է վակուումի տակ: Էլեկտրոնային ճառագայթների ատրճանակները մեր EBM մեքենաներում ապահովված են նաև լուսավորման համակարգերով և աստղադիտակներով՝ ճառագայթը աշխատանքային մասի հետ հավասարեցնելու համար: Աշխատանքային մասը տեղադրվում է CNC սեղանի վրա այնպես, որ ցանկացած ձևի անցքեր կարող են մշակվել՝ օգտագործելով ատրճանակի CNC կառավարման և ճառագայթի շեղման գործառույթը: Նյութի արագ գոլորշիացման հասնելու համար ճառագայթում հզորության հարթ խտությունը պետք է հնարավորինս բարձր լինի: Հարվածի վայրում կարելի է հասնել մինչև 10exp7 W/mm2 արժեքներ: Էլեկտրոններն իրենց կինետիկ էներգիան փոխանցում են ջերմության մեջ շատ փոքր տարածքում, և ճառագայթի ազդեցության տակ գտնվող նյութը շատ կարճ ժամանակում գոլորշիացվում է: Առջևի վերևում գտնվող հալած նյութը դուրս է մղվում կտրման գոտուց ստորին մասերում բարձր գոլորշու ճնշման պատճառով: EBM սարքավորումները կառուցված են էլեկտրոնային ճառագայթով եռակցման մեքենաների նման: Էլեկտրոնային ճառագայթով մեքենաները սովորաբար օգտագործում են 50-ից մինչև 200 կՎ լարումներ՝ էլեկտրոնները լույսի արագության մոտ 50-80%-ը (200,000 կմ/վ) արագացնելու համար: Մագնիսական ոսպնյակներ, որոնց գործառույթը հիմնված է Լորենցի ուժերի վրա, օգտագործվում են էլեկտրոնային ճառագայթը աշխատանքային մասի մակերեսին կենտրոնացնելու համար: Համակարգչի օգնությամբ էլեկտրամագնիսական շեղման համակարգը տեղադրում է ճառագայթը ըստ անհրաժեշտության, որպեսզի ցանկացած ձևի անցքեր կարող են փորվել: Այլ կերպ ասած, Electron-Beam-Machining սարքավորումների մագնիսական ոսպնյակները ձևավորում են ճառագայթը և նվազեցնում շեղումը: Մյուս կողմից, բացվածքները թույլ են տալիս միայն կոնվերգենտ էլեկտրոններին անցնել և գրավել տարբեր ցածր էներգիայի էլեկտրոնները ծայրամասերից: EBM-Machines-ի բացվածքը և մագնիսական ոսպնյակներն այդպիսով բարելավում են էլեկտրոնային ճառագայթի որակը: EBM-ում ատրճանակն օգտագործվում է իմպուլսային ռեժիմում: Փոսերը կարող են փորվել բարակ թիթեղների վրա, օգտագործելով մեկ զարկերակ: Այնուամենայնիվ, ավելի հաստ թիթեղների համար անհրաժեշտ կլինի մի քանի իմպուլսներ: Սովորաբար օգտագործվում են 50 միկրովրկյանից մինչև 15 միլվայրկյան տեւողությամբ զարկերակների փոխարկումը: Էլեկտրոնների բախումները օդի մոլեկուլների հետ նվազագույնի հասցնելու և աղտոտվածությունը նվազագույնի հասցնելու համար EBM-ում օգտագործվում է վակուում: Վակուում արտադրելը դժվար է և թանկ: Հատկապես մեծ ծավալների և խցիկների մեջ լավ վակուում ստանալը շատ պահանջկոտ է: Հետևաբար, EBM-ը լավագույնս հարմար է փոքր մասերի համար, որոնք տեղավորվում են ողջամիտ չափի կոմպակտ վակուումային խցիկների մեջ: EBM-ի հրացանի ներսում վակուումի մակարդակը 10EXP(-4)-ից մինչև 10EXP(-6) Torr-ի կարգի է: Էլեկտրոնային ճառագայթի փոխազդեցությունը աշխատանքային մասի հետ առաջացնում է ռենտգենյան ճառագայթներ, որոնք վտանգ են ներկայացնում առողջության համար, և, հետևաբար, լավ պատրաստված անձնակազմը պետք է աշխատի EBM սարքավորումները: Ընդհանուր առմամբ, EBM-Machining-ը օգտագործվում է 0,001 դյույմ (0,025 միլիմետր) տրամագծով փոքր անցքեր և մինչև 0,250 դյույմ (6,25 միլիմետր) հաստությամբ նյութերում 0,001 դյույմ նեղ անցքեր կտրելու համար: Բնութագրական երկարությունը տրամագիծն է, որի վրա ճառագայթը ակտիվ է: Էլեկտրոնային ճառագայթը EBM-ում կարող է ունենալ տասնյակ միկրոնից մմ բնորոշ երկարություն՝ կախված ճառագայթի կենտրոնացման աստիճանից: Ընդհանուր առմամբ, բարձր էներգիայի կենտրոնացված էլեկտրոնային ճառագայթը ստեղծվում է 10-100 մկմ կետի չափով աշխատանքային մասի վրա հարվածելու համար: EBM-ն կարող է ապահովել 100 միկրոնից մինչև 2 մմ տրամագծով անցքեր մինչև 15 մմ խորությամբ, այսինքն՝ խորություն/տրամագիծ հարաբերակցությամբ մոտ 10: Ապակենտրոնացված էլեկտրոնային ճառագայթների դեպքում հզորության խտությունը կնվազի մինչև 1: Վտ/մմ2: Այնուամենայնիվ, կենտրոնացված ճառագայթների դեպքում հզորության խտությունը կարող է աճել մինչև տասնյակ կՎտ/մմ2: Համեմատության համար նշենք, որ լազերային ճառագայթները կարող են կենտրոնանալ 10-100 մկմ կետի վրա՝ 1 ՄՎտ/մմ2 հզորության խտությամբ: Էլեկտրական լիցքաթափումը սովորաբար ապահովում է ամենաբարձր հզորության խտությունը՝ ավելի փոքր բծերի չափերով: Փնջի հոսանքն ուղղակիորեն կապված է ճառագայթում առկա էլեկտրոնների քանակի հետ: Փնջի հոսանքը Electron-Beam-Machining-ում կարող է լինել 200 միկրոամպերից մինչև 1 ամպեր: EBM-ի ճառագայթի հոսանքի և/կամ իմպուլսի տևողության ավելացումը ուղղակիորեն մեծացնում է էներգիան մեկ իմպուլսի համար: Մենք օգտագործում ենք բարձր էներգիայի իմպուլսներ, որոնք գերազանցում են 100 Ջ/պուլսը՝ ավելի հաստ թիթեղների վրա ավելի մեծ անցքեր մշակելու համար: Նորմալ պայմաններում EBM-մեքենաշինությունը մեզ առաջարկում է առանց փորվածքների արտադրանքի առավելությունը: Գործընթացի պարամետրերը, որոնք անմիջականորեն ազդում են Էլեկտրոնային ճառագայթային հաստոցների մշակման բնութագրերի վրա, հետևյալն են.

 

• Արագացման լարում

 

• Ճառագայթային հոսանք

 

• Զարկերակային տեւողությունը

 

• Էներգիա մեկ իմպուլսի համար

 

• Հզորությունը մեկ իմպուլսի համար

 

• Ոսպնյակի հոսանք

 

• Կետի չափը

 

• Հզորության խտություն

 

Որոշ շքեղ կառույցներ կարելի է ձեռք բերել նաև Electron-Beam-Machining-ի միջոցով: Անցքերը կարող են նեղանալ խորության երկայնքով կամ տակառի ձևով: Մակերեւույթի տակ գտնվող ճառագայթը կենտրոնացնելով, կարելի է ստանալ հակադարձ կոնաձևեր: Նյութերի լայն տեսականի, ինչպիսիք են պողպատը, չժանգոտվող պողպատը, տիտանի և նիկելի գերհամաձուլվածքները, ալյումինը, պլաստմասսա, կերամիկա, կարող են մշակվել էլեկտրոնային ճառագայթային հաստոցների միջոցով: EBM-ի հետ կապված կարող են լինել ջերմային վնասներ: Այնուամենայնիվ, ջերմային ազդեցության գոտին նեղ է EBM-ում իմպուլսի կարճ տևողության պատճառով: Ջերմային ազդեցության գոտիները ընդհանուր առմամբ մոտ 20-ից 30 միկրոն են: Որոշ նյութեր, ինչպիսիք են ալյումինը և տիտանի համաձուլվածքները, ավելի հեշտ են մշակվում պողպատի համեմատ: Ավելին, EBM-մեքենաշինությունը չի ներառում աշխատանքային մասերի վրա կտրող ուժեր: Սա թույլ է տալիս EBM-ով փխրուն և փխրուն նյութեր մշակել առանց որևէ նշանակալի սեղմման կամ ամրացման, ինչպես դա տեղի է ունենում մեխանիկական մշակման տեխնիկայում: Հորատանցքերը կարող են փորվել նաև 20-30 աստիճանի նման շատ մակերեսային անկյուններով:

 

 

 

Electron-Beam-Machining-ի առավելությունները. EBM-ն ապահովում է հորատման շատ բարձր արագություն, երբ հորատվում են մեծ չափերի հարաբերակցությամբ փոքր անցքեր: EBM-ն կարող է մշակել գրեթե ցանկացած նյութ՝ անկախ դրա մեխանիկական հատկություններից: Ոչ մի մեխանիկական կտրող ուժ չի ներգրավվում, հետևաբար աշխատանքի սեղմման, պահման և ամրացման ծախսերը անտեսված են, և փխրուն/փխրուն նյութերը կարող են առանց խնդիրների մշակվել: Ջերմային ազդեցության գոտիները EBM-ում փոքր են կարճ իմպուլսների պատճառով: EBM-ն ի վիճակի է ապահովել ցանկացած ձևի անցքերի ճշգրտությամբ՝ օգտագործելով էլեկտրամագնիսական պարույրներ՝ էլեկտրոնային ճառագայթները և CNC սեղանը շեղելու համար:

 

 

 

Էլեկտրոնային ճառագայթային հաստոցների թերությունները. Սարքավորումը թանկ է, և վակուումային համակարգերի շահագործումն ու պահպանումը պահանջում են մասնագիտացված տեխնիկներ: EBM-ը պահանջում է վակուումային պոմպի իջեցման զգալի ժամանակահատվածներ՝ պահանջվող ցածր ճնշումներին հասնելու համար: Չնայած ջերմային ազդեցության գոտին փոքր է EBM-ում, վերակազմակերպման շերտի ձևավորումը հաճախ է տեղի ունենում: Մեր բազմամյա փորձը և նոու-հաուն օգնում են մեզ օգտվել այս արժեքավոր սարքավորումներից մեր արտադրական միջավայրում: