ईबीएम मशीनिंग आणि इलेक्ट्रॉन बीम मशीनिंग

In ELECTRON-BEAM MACHINING (EBM) आम्ही उच्च-वेग आहे जे सामग्रीमध्ये उच्च-वेग आहे जे इलेक्ट्रॉन्सचे काम करते ते थेट संकेंद्रित केले जाते. अशा प्रकारे EBM हा एक प्रकारचा HIGH-ENERGY-BEAM MACHINING technique आहे. इलेक्ट्रॉन-बीम मशीनिंग (EBM) चा वापर विविध प्रकारच्या धातूंच्या अगदी अचूक कटिंगसाठी किंवा कंटाळवाण्यांसाठी केला जाऊ शकतो. इतर थर्मल कटिंग प्रक्रियेच्या तुलनेत पृष्ठभाग पूर्ण करणे चांगले आहे आणि कर्फची रुंदी कमी आहे. EBM-मशीनिंग उपकरणातील इलेक्ट्रॉन बीम इलेक्ट्रॉन बीम गनमध्ये तयार होतात. इलेक्ट्रॉन-बीम मशीनिंगचे ऍप्लिकेशन लेझर-बीम मशीनिंगसारखेच असतात, त्याशिवाय EBM ला चांगल्या व्हॅक्यूमची आवश्यकता असते. अशा प्रकारे या दोन प्रक्रियांचे वर्गीकरण इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल-थर्मल प्रक्रिया म्हणून केले जाते. EBM प्रक्रियेसह मशीन बनवले जाणारे वर्कपीस इलेक्ट्रॉन बीमच्या खाली स्थित आहे आणि व्हॅक्यूममध्ये ठेवले आहे. आमच्या EBM मशिन्समधील इलेक्ट्रॉन बीम गनला वर्कपीससह बीम संरेखित करण्यासाठी प्रदीपन प्रणाली आणि दुर्बिणी देखील पुरवल्या जातात. वर्कपीस सीएनसी टेबलवर बसवले जाते जेणेकरून बंदुकीच्या सीएनसी कंट्रोल आणि बीम डिफ्लेक्शन फंक्शनॅलिटीचा वापर करून कोणत्याही आकाराचे छिद्र तयार केले जाऊ शकतात. सामग्रीचे जलद बाष्पीभवन साध्य करण्यासाठी, बीममधील शक्तीची प्लानर घनता शक्य तितकी जास्त असणे आवश्यक आहे. 10exp7 W/mm2 पर्यंतची मूल्ये प्रभावाच्या ठिकाणी मिळवता येतात. इलेक्ट्रॉन त्यांची गतिज ऊर्जा अतिशय लहान भागात उष्णतेमध्ये हस्तांतरित करतात आणि तुळईमुळे प्रभावित होणारी सामग्री फार कमी वेळात बाष्पीभवन होते. समोरच्या शीर्षस्थानी वितळलेली सामग्री, खालच्या भागांमध्ये उच्च वाष्प दाबाने कटिंग झोनमधून बाहेर काढली जाते. EBM उपकरणे इलेक्ट्रॉन बीम वेल्डिंग मशीनप्रमाणेच तयार केली जातात. इलेक्ट्रॉन-बीम मशीन्स सामान्यतः 50 ते 200 केव्हीच्या श्रेणीतील व्होल्टेजचा वापर करून इलेक्ट्रॉनला प्रकाशाच्या वेगाच्या (200,000 किमी/से) 50 ते 80% वेग वाढवतात. चुंबकीय लेन्स ज्यांचे कार्य लॉरेन्ट्झ फोर्सवर आधारित आहे ते इलेक्ट्रॉन बीमला वर्कपीसच्या पृष्ठभागावर केंद्रित करण्यासाठी वापरले जातात. संगणकाच्या मदतीने, इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक डिफ्लेक्शन सिस्टम बीमला आवश्यकतेनुसार स्थान देते जेणेकरून कोणत्याही आकाराचे छिद्र ड्रिल केले जाऊ शकतात. दुसऱ्या शब्दांत, इलेक्ट्रॉन-बीम-मशीनिंग उपकरणांमधील चुंबकीय लेन्स बीमला आकार देतात आणि विचलन कमी करतात. दुसरीकडे छिद्र केवळ अभिसरण इलेक्ट्रॉन्सना पास करू देतात आणि किनार्यांमधून भिन्न कमी उर्जा इलेक्ट्रॉन कॅप्चर करतात. EBM-मशीनमधील छिद्र आणि चुंबकीय लेन्स अशा प्रकारे इलेक्ट्रॉन बीमची गुणवत्ता सुधारतात. EBM मधील बंदूक स्पंदित मोडमध्ये वापरली जाते. एकाच नाडीचा वापर करून पातळ पत्र्यामध्ये छिद्र पाडता येतात. तथापि, जाड प्लेट्ससाठी, अनेक डाळींची आवश्यकता असेल. साधारणपणे 50 मायक्रोसेकंद ते 15 मिलीसेकंदपर्यंतच्या पल्स कालावधीचा वापर केला जातो. हवेच्या रेणूंशी इलेक्ट्रॉनची टक्कर कमी करण्यासाठी आणि विखुरलेल्या परिणामी प्रदूषण कमी करण्यासाठी, EBM मध्ये व्हॅक्यूमचा वापर केला जातो. व्हॅक्यूम तयार करणे कठीण आणि महाग आहे. विशेषत: मोठ्या व्हॉल्यूम आणि चेंबरमध्ये चांगले व्हॅक्यूम मिळवणे खूप मागणी आहे. त्यामुळे EBM हे लहान भागांसाठी योग्य आहे जे वाजवी आकाराच्या कॉम्पॅक्ट व्हॅक्यूम चेंबरमध्ये बसतात. EBM गनमधील व्हॅक्यूमची पातळी 10EXP(-4) ते 10EXP(-6) Torr या क्रमाने असते. इलेक्ट्रॉन बीमच्या वर्क पीससह परस्परसंवादामुळे क्ष-किरण तयार होतात ज्यामुळे आरोग्यास धोका निर्माण होतो आणि त्यामुळे प्रशिक्षित कर्मचाऱ्यांनी EBM उपकरणे चालवली पाहिजेत. साधारणपणे बोलायचे झाल्यास, EBM-मशीनिंगचा वापर 0.001 इंच (0.025 मिलीमीटर) व्यासाची छिद्रे आणि 0.250 इंच (6.25 मिलीमीटर) पर्यंत जाडीच्या सामग्रीमध्ये 0.001 इंच इतके अरुंद स्लॉट कापण्यासाठी केला जातो. वैशिष्ट्यपूर्ण लांबी हा व्यास आहे ज्यावर बीम सक्रिय आहे. EBM मधील इलेक्ट्रॉन बीमची वैशिष्ट्यपूर्ण लांबी बीमच्या फोकसिंगच्या डिग्रीनुसार दहा मायक्रॉन ते मिमी असू शकते. साधारणपणे, उच्च-ऊर्जा केंद्रित इलेक्ट्रॉन बीम 10 - 100 मायक्रॉनच्या स्पॉट आकारासह वर्कपीसवर आघात करण्यासाठी बनविला जातो. EBM 100 मायक्रॉन ते 2 मिमी व्यासाची छिद्रे 15 मिमी पर्यंत खोलीसह प्रदान करू शकते, म्हणजे, सुमारे 10 च्या खोली/व्यासाचे प्रमाण. डीफोकस केलेल्या इलेक्ट्रॉन बीमच्या बाबतीत, उर्जा घनता 1 इतकी कमी होईल. वॅट/मिमी2. तथापि फोकस केलेल्या बीमच्या बाबतीत पॉवर डेन्सिटी दहापट kW/mm2 पर्यंत वाढवता येते. तुलना म्हणून, लेसर बीम 1 MW/mm2 इतक्या उच्च पॉवर डेन्सिटीसह 10 - 100 मायक्रॉनच्या स्पॉट आकारावर केंद्रित केले जाऊ शकतात. इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज सामान्यत: लहान स्पॉट आकारांसह सर्वोच्च उर्जा घनता प्रदान करते. बीम करंट थेट बीममध्ये उपलब्ध असलेल्या इलेक्ट्रॉनच्या संख्येशी संबंधित आहे. इलेक्ट्रॉन-बीम-मशीनिंगमध्ये बीम करंट 200 मायक्रोअँपिअर ते 1 अँपिअर इतका कमी असू शकतो. ईबीएमचा बीम करंट आणि/किंवा नाडीचा कालावधी वाढल्याने थेट प्रति नाडी ऊर्जा वाढते. जाड प्लेट्सवर मोठ्या छिद्रांसाठी आम्ही 100 J/नाडी पेक्षा जास्त उच्च-ऊर्जा कडधान्ये वापरतो. सामान्य परिस्थितीत, EBM-मशीनिंग आम्हाला बुर-मुक्त उत्पादनांचा फायदा देते. इलेक्ट्रॉन-बीम-मशीनिंगमधील मशीनिंग वैशिष्ट्यांवर थेट परिणाम करणारे प्रक्रिया पॅरामीटर्स आहेत:

 

• प्रवेग व्होल्टेज

 

• बीम करंट

 

• पल्स कालावधी

 

• प्रति नाडी ऊर्जा

 

• शक्ती प्रति नाडी

 

• लेन्स करंट

 

• स्पॉट आकार

 

• पॉवर घनता

 

इलेक्ट्रॉन-बीम-मशीनिंग वापरून काही फॅन्सी स्ट्रक्चर्स देखील मिळवता येतात. छिद्र खोलीच्या बाजूने किंवा बॅरेलच्या आकारात टेपर केले जाऊ शकतात. पृष्ठभागाच्या खाली असलेल्या बीमवर लक्ष केंद्रित करून, उलट टेपर्स मिळवता येतात. स्टील, स्टेनलेस स्टील, टायटॅनियम आणि निकेल सुपर-अलॉय, अॅल्युमिनियम, प्लॅस्टिक, सिरॅमिक्स यांसारख्या विस्तृत सामग्रीचे ई-बीम-मशीनिंग वापरून मशीनिंग करता येते. EBM शी संबंधित थर्मल नुकसान असू शकते. तथापि, EBM मध्ये कमी पल्स कालावधीमुळे उष्णता-प्रभावित क्षेत्र अरुंद आहे. उष्णता-प्रभावित झोन साधारणपणे 20 ते 30 मायक्रॉनच्या आसपास असतात. काही साहित्य जसे की अॅल्युमिनियम आणि टायटॅनियम मिश्र धातु स्टीलच्या तुलनेत अधिक सहजतेने तयार केले जातात. शिवाय EBM-मशीनिंगमध्ये कामाच्या तुकड्यांवर बल कापण्याचा समावेश नाही. हे यांत्रिक मशीनिंग तंत्राप्रमाणे कोणत्याही महत्त्वपूर्ण क्लॅम्पिंग किंवा संलग्न न करता EBM द्वारे नाजूक आणि ठिसूळ सामग्रीचे मशीनिंग सक्षम करते. छिद्र 20 ते 30 अंशांसारख्या उथळ कोनात देखील ड्रिल केले जाऊ शकतात.

 

 

 

इलेक्ट्रॉन-बीम-मशिनिंगचे फायदे: उच्च आस्पेक्ट रेशो असलेले लहान छिद्र ड्रिल केले जातात तेव्हा EBM खूप उच्च ड्रिलिंग दर प्रदान करते. EBM त्याच्या यांत्रिक गुणधर्मांकडे दुर्लक्ष करून जवळजवळ कोणतीही सामग्री मशीन करू शकते. कोणतीही यांत्रिक कटिंग फोर्स गुंतलेली नाहीत, अशा प्रकारे काम क्लॅम्पिंग, होल्डिंग आणि फिक्स्चरिंगच्या खर्चाकडे दुर्लक्ष केले जाते आणि नाजूक / ठिसूळ सामग्रीवर समस्यांशिवाय प्रक्रिया केली जाऊ शकते. लहान कडधान्यांमुळे EBM मधील उष्णतेने प्रभावित क्षेत्रे लहान आहेत. EBM इलेक्ट्रॉन बीम आणि CNC टेबल विचलित करण्यासाठी इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक कॉइल वापरून अचूकतेसह छिद्रांचे कोणतेही आकार प्रदान करण्यास सक्षम आहे.

 

 

 

इलेक्ट्रॉन-बीम-मशीनिंगचे तोटे: उपकरणे महाग आहेत आणि व्हॅक्यूम सिस्टम चालवण्यासाठी आणि देखरेखीसाठी विशेष तंत्रज्ञांची आवश्यकता आहे. आवश्यक कमी दाब प्राप्त करण्यासाठी EBM ला महत्त्वपूर्ण व्हॅक्यूम पंप डाउन कालावधी आवश्यक आहे. जरी EBM मध्ये उष्णता प्रभावित क्षेत्र लहान असले तरी, रीकास्ट लेयर निर्मिती वारंवार होते. आमचा अनेक वर्षांचा अनुभव आणि माहिती आम्हाला आमच्या उत्पादन वातावरणात या मौल्यवान उपकरणाचा लाभ घेण्यास मदत करते.