top of page

În ELECTRON-BEAM MACHINING (EBM) avem electroni de mare viteză concentrați într-un fascicul îngust, care creează căldura în materialul care se îndreaptă spre piese. Astfel, EBM este un fel de HIGH-ENERGY-BEAM MACHINING technique. Prelucrarea cu fascicul de electroni (EBM) poate fi utilizată pentru tăierea sau găurirea foarte precisă a unei varietăți de metale. Finisajul suprafeței este mai bun, iar lățimea tăieturii este mai îngustă în comparație cu alte procese de tăiere termică. Fasciculele de electroni din echipamentele EBM-Machining sunt generate într-un tun cu fascicul de electroni. Aplicațiile prelucrării cu fascicul de electroni sunt similare cu cele ale prelucrării cu fascicul laser, cu excepția faptului că EBM necesită un vid bun. Astfel, aceste două procese sunt clasificate drept procese electro-optic-termice. Piesa de prelucrat cu proces EBM este situată sub fasciculul de electroni și este ținută sub vid. Pistolele cu fascicul de electroni din mașinile noastre EBM sunt, de asemenea, prevăzute cu sisteme de iluminare și telescoape pentru alinierea fasciculului cu piesa de prelucrat. Piesa de prelucrat este montată pe o masă CNC, astfel încât găurile de orice formă să poată fi prelucrate folosind controlul CNC și funcționalitatea de deviere a fasciculului a pistolului. Pentru a realiza evaporarea rapidă a materialului, densitatea plană a puterii în fascicul trebuie să fie cât mai mare posibil. Valori de până la 10exp7 W/mm2 pot fi atinse la locul impactului. Electronii își transferă energia cinetică în căldură într-o zonă foarte mică, iar materialul impactat de fascicul este evaporat într-un timp foarte scurt. Materialul topit din partea superioară a frontului este expulzat din zona de tăiere prin presiunea mare a vaporilor din părțile inferioare. Echipamentele EBM sunt construite similar mașinilor de sudat cu fascicul de electroni. Mașinile cu fascicul de electroni utilizează de obicei tensiuni în intervalul 50 până la 200 kV pentru a accelera electronii până la aproximativ 50 până la 80% din viteza luminii (200.000 km/s). Lentilele magnetice a căror funcție se bazează pe forțele Lorentz sunt folosite pentru a focaliza fasciculul de electroni pe suprafața piesei de prelucrat. Cu ajutorul unui computer, sistemul electromagnetic de deviere poziționează fasciculul după cum este necesar, astfel încât să poată fi găurite găuri de orice formă. Cu alte cuvinte, lentilele magnetice din echipamentele Electron-Beam-Machining modelează fasciculul și reduc divergența. Pe de altă parte, deschiderile permit doar electronilor convergenți să treacă și să capteze electronii divergenți de energie scăzută din franjuri. Diafragma și lentilele magnetice din EBM-Machines îmbunătățesc astfel calitatea fasciculului de electroni. Pistolul în EBM este utilizat în modul pulsat. Găurile pot fi găurite în foi subțiri folosind un singur impuls. Cu toate acestea, pentru plăci mai groase, ar fi necesare impulsuri multiple. În general, se folosesc durate de comutare ale impulsului de la 50 de microsecunde până la 15 milisecunde. Pentru a minimiza coliziunile electronilor cu moleculele de aer care au ca rezultat împrăștiere și pentru a menține contaminarea la minimum, în EBM se utilizează vid. Aspiratorul este dificil și costisitor de produs. În special obținerea unui vid bun în volume și camere mari este foarte solicitantă. Prin urmare, EBM este cel mai potrivit pentru piesele mici care se potrivesc în camere de vid compacte de dimensiuni rezonabile. Nivelul de vid din pistolul EBM este de ordinul 10EXP(-4) până la 10EXP(-6) Torr. Interacțiunea fasciculului de electroni cu piesa de prelucrat produce raze X care prezintă pericol pentru sănătate și, prin urmare, personalul bine instruit ar trebui să opereze echipamentul EBM. În general, EBM-Machining este utilizat pentru tăierea găurilor de până la 0,001 inci (0,025 milimetri) în diametru și a fantelor la fel de înguste de 0,001 inci în materiale de până la 0,250 inci (6,25 milimetri) grosime. Lungimea caracteristică este diametrul peste care fasciculul este activ. Fasciculul de electroni în EBM poate avea o lungime caracteristică de la zeci de microni la mm, în funcție de gradul de focalizare a fasciculului. În general, fasciculul de electroni focalizat de înaltă energie este făcut să afecteze piesa de prelucrat cu o dimensiune a spotului de 10 – 100 de microni. EBM poate oferi găuri cu diametre în intervalul de la 100 microni la 2 mm cu o adâncime de până la 15 mm, adică cu un raport adâncime/diametru de aproximativ 10. În cazul fasciculelor de electroni defocalizate, densitățile de putere ar scădea până la 1. Watt/mm2. Cu toate acestea, în cazul fasciculelor focalizate, densitățile de putere ar putea fi crescute la zeci de kW/mm2. Ca o comparație, fasciculele laser pot fi focalizate pe o dimensiune a spotului de 10 – 100 microni, cu o densitate de putere de până la 1 MW/mm2. Descărcarea electrică oferă de obicei cele mai mari densități de putere cu dimensiuni mai mici ale punctelor. Curentul fasciculului este direct legat de numărul de electroni disponibili în fascicul. Curentul fasciculului în prelucrarea cu fascicul de electroni poate fi de la 200 de microamperi până la 1 amper. Creșterea curentului fasciculului EBM și/sau a duratei impulsului crește direct energia pe impuls. Folosim impulsuri de înaltă energie care depășesc 100 J/impuls pentru a prelucra găuri mai mari pe plăci mai groase. În condiții normale, prelucrarea cu EBM ne oferă avantajul produselor fără bavuri. Parametrii procesului care afectează direct caracteristicile de prelucrare în prelucrarea cu fascicul de electroni sunt:

 

• Tensiunea de accelerare

 

• Curentul fasciculului

 

• Durata pulsului

 

• Energie per impuls

 

• Putere per impuls

 

• Curentul obiectivului

 

• Dimensiunea spotului

 

• Densitatea de putere

 

Unele structuri de lux pot fi, de asemenea, obținute folosind Electron-Beam-Machining. Găurile pot fi conice de-a lungul adâncimii sau în formă de butoi. Prin focalizarea fasciculului sub suprafață, se pot obține conici inverse. O gamă largă de materiale, cum ar fi oțel, oțel inoxidabil, superaliaje de titan și nichel, aluminiu, materiale plastice, ceramică pot fi prelucrate folosind prelucrarea cu fascicul electric. Ar putea exista daune termice asociate cu EBM. Cu toate acestea, zona afectată de căldură este îngustă din cauza duratelor scurte ale impulsului în EBM. Zonele afectate de căldură sunt în general în jur de 20 până la 30 de microni. Unele materiale, cum ar fi aliajele de aluminiu și titan, sunt mai ușor prelucrate în comparație cu oțelul. În plus, prelucrarea EBM nu implică forțe de tăiere asupra pieselor de prelucrat. Acest lucru permite prelucrarea materialelor fragile și casante de către EBM fără nicio prindere sau atașare semnificativă, așa cum este cazul în tehnicile de prelucrare mecanică. Găurile pot fi, de asemenea, forate la unghiuri foarte mici, cum ar fi 20 până la 30 de grade.

 

 

 

Avantajele prelucrării cu fascicul de electroni: EBM oferă viteze de găurire foarte mari atunci când sunt găurite mici găuri cu raport de aspect ridicat. EBM poate prelucra aproape orice material, indiferent de proprietățile sale mecanice. Nu sunt implicate forțe mecanice de tăiere, astfel încât costurile de strângere, menținere și fixare sunt ignorate, iar materialele fragile/casante pot fi prelucrate fără probleme. Zonele afectate de căldură din EBM sunt mici din cauza impulsurilor scurte. EBM este capabil să furnizeze orice formă de găuri cu precizie prin utilizarea bobinelor electromagnetice pentru a devia fasciculele de electroni și masa CNC.

 

 

 

Dezavantajele prelucrării cu fascicul de electroni: Echipamentele sunt scumpe, iar operarea și întreținerea sistemelor de vid necesită tehnicieni de specialitate. EBM necesită perioade semnificative de pompare a vidului pentru a atinge presiunile scăzute necesare. Chiar dacă zona afectată de căldură este mică în EBM, formarea stratului de turnare are loc frecvent. Mulți ani de experiență și know-how ne ajută să profităm de acest echipament valoros în mediul nostru de producție.

bottom of page