EBM Machining & Electron Beam Machining

In ELECTRON-BEAM MACHINING (EBM) ne kemi një pjesë me shpejtësi të lartë, duke e drejtuar materialin me shpejtësi të lartë, duke krijuar vazhdë të përqendruar për t'u përqendruar në një nxehtësi. Kështu EBM është një lloj HIGH-ENERGY-BEAM MACHINING technique. Përpunimi me rreze elektronike (EBM) mund të përdoret për prerje shumë të sakta ose gërryerje të një sërë metalesh. Mbarimi i sipërfaqes është më i mirë dhe gjerësia e krahut është më e ngushtë në krahasim me proceset e tjera të prerjes termike. Rrezet elektronike në pajisjet EBM-Machining gjenerohen në një armë me rreze elektronike. Aplikimet e përpunimit me rreze elektronike janë të ngjashme me ato të përpunimit me rreze lazer, përveç që EBM kërkon një vakum të mirë. Kështu këto dy procese klasifikohen si procese elektro-optiko-termike. Pjesa e punës që do të përpunohet me procesin EBM ndodhet nën rreze elektronike dhe mbahet në vakum. Armët e rrezeve elektronike në makinat tona EBM pajisen gjithashtu me sisteme ndriçimi dhe teleskopë për shtrirjen e rrezes me pjesën e punës. Pjesa e punës është montuar në një tavolinë CNC në mënyrë që vrimat e çdo forme të mund të përpunohen duke përdorur funksionin e kontrollit CNC dhe devijimin e rrezes të armës. Për të arritur avullimin e shpejtë të materialit, dendësia planare e fuqisë në rreze duhet të jetë sa më e lartë. Vlerat deri në 10exp7 W/mm2 mund të arrihen në vendin e goditjes. Elektronet e transferojnë energjinë e tyre kinetike në nxehtësi në një zonë shumë të vogël dhe materiali i prekur nga rrezja avullohet në një kohë shumë të shkurtër. Materiali i shkrirë në pjesën e sipërme të pjesës së përparme, nxirret nga zona e prerjes nga presioni i lartë i avullit në pjesët e poshtme. Pajisjet EBM janë ndërtuar në mënyrë të ngjashme me makinat e saldimit me rreze elektronike. Makinat me rreze elektronike zakonisht përdorin tensione në rangun prej 50 deri në 200 kV për të përshpejtuar elektronet në rreth 50 deri në 80% të shpejtësisë së dritës (200,000 km/s). Lentet magnetike, funksioni i të cilave bazohet në forcat e Lorencit, përdoren për të fokusuar rrezen elektronike në sipërfaqen e pjesës së punës. Me ndihmën e një kompjuteri, sistemi i devijimit elektromagnetik e pozicionon rrezen sipas nevojës, në mënyrë që vrima të çdo forme të mund të shpohen. Me fjalë të tjera, lentet magnetike në pajisjet Electron-Beam-Machining formojnë rrezen dhe reduktojnë divergjencën. Aperturat nga ana tjetër lejojnë që vetëm elektronet konvergjente të kalojnë dhe të kapin elektronet divergjente me energji të ulët nga skajet. Hapja dhe thjerrëzat magnetike në EBM-Machines përmirësojnë kështu cilësinë e rrezes elektronike. Arma në EBM përdoret në modalitetin pulsues. Vrimat mund të shpohen në fletë të holla duke përdorur një puls të vetëm. Megjithatë, për pllaka më të trasha, do të nevojiteshin impulse të shumta. Zakonisht përdoren kohëzgjatjet e ndërrimit të pulsit prej 50 mikrosekonda deri në 15 milisekonda. Për të minimizuar përplasjet e elektroneve me molekulat e ajrit që rezultojnë në shpërndarje dhe për të mbajtur ndotjen në minimum, vakumi përdoret në EBM. Vakuumi është i vështirë dhe i kushtueshëm për t'u prodhuar. Veçanërisht marrja e vakumit të mirë brenda vëllimeve dhe dhomave të mëdha është shumë kërkuese. Prandaj EBM është më i përshtatshmi për pjesët e vogla që përshtaten në dhomat kompakte të vakumit me madhësi të arsyeshme. Niveli i vakumit brenda armës së EBM është në rendin nga 10EXP(-4) deri në 10EXP(-6) Torr. Ndërveprimi i rrezes së elektronit me pjesën e punës prodhon rreze X të cilat paraqesin rrezik për shëndetin, dhe për këtë arsye personeli i trajnuar mirë duhet të përdorë pajisjet EBM. Në përgjithësi, EBM-Machining përdoret për prerjen e vrimave deri në 0,001 inç (0,025 milimetra) në diametër dhe vrima të ngushta deri në 0,001 inç në materiale deri në 0,250 inç (6,25 milimetra) të trasha. Gjatësia karakteristike është diametri mbi të cilin trau është aktiv. Rrezja e elektroneve në EBM mund të ketë një gjatësi karakteristike prej dhjetëra mikron në mm në varësi të shkallës së fokusimit të rrezes. Në përgjithësi, tufa elektronike e fokusuar me energji të lartë është krijuar për të goditur pjesën e punës me një madhësi pikësh prej 10 – 100 mikron. EBM mund të sigurojë vrima me diametër në rangun nga 100 mikron deri në 2 mm me një thellësi deri në 15 mm, dmth, me një raport thellësi/diametër prej rreth 10. Në rastin e rrezeve të elektroneve të defokusuar, dendësia e fuqisë do të binte deri në 1 Watt/mm2. Megjithatë, në rastin e trarëve të fokusuar, dendësia e fuqisë mund të rritet në dhjetëra kW/mm2. Si krahasim, rrezet lazer mund të fokusohen në një madhësi pikësh prej 10 – 100 mikron me një densitet fuqie deri në 1 MW/mm2. Shkarkimi elektrik zakonisht siguron densitetin më të lartë të fuqisë me madhësi pikash më të vogla. Rryma e rrezes lidhet drejtpërdrejt me numrin e elektroneve të disponueshme në rreze. Rryma e rrezes në përpunimin me rreze elektronike mund të jetë nga 200 mikroamper deri në 1 amper. Rritja e rrymës së rrezes dhe/ose kohëzgjatjes së pulsit të EBM rrit drejtpërdrejt energjinë për impuls. Ne përdorim impulse me energji të lartë mbi 100 J/puls për të përpunuar vrima më të mëdha në pllaka më të trasha. Në kushte normale, përpunimi EBM na ofron avantazhin e produkteve pa gërvishtje. Parametrat e procesit që ndikojnë drejtpërdrejt në karakteristikat e përpunimit në Përpunimin Elektron-Beam-Machining janë:

 

• Tensioni i nxitimit

 

• Rryma e rrezes

 

• Kohëzgjatja e pulsit

 

• Energjia për impuls

 

• Fuqia për impuls

 

• Rryma e lenteve

 

• Madhësia e pikës

 

• Dendësia e fuqisë

 

Disa struktura të zbukuruara mund të merren gjithashtu duke përdorur Electron-Beam-Machining. Vrimat mund të ngushtohen përgjatë thellësisë ose në formë fuçi. Duke fokusuar rrezen poshtë sipërfaqes, mund të merren konikimet e kundërta. Një gamë e gjerë materialesh si çeliku, çelik inox, titani dhe superlidhjet e nikelit, alumini, plastika, qeramika mund të përpunohen duke përdorur përpunimin me rreze elektronike. Mund të ketë dëmtime termike të lidhura me EBM. Megjithatë, zona e prekur nga nxehtësia është e ngushtë për shkak të kohëzgjatjes së shkurtër të pulsit në EBM. Zonat e prekura nga nxehtësia janë përgjithësisht rreth 20 deri në 30 mikron. Disa materiale të tilla si alumini dhe lidhjet e titanit përpunohen më lehtë në krahasim me çelikun. Për më tepër, përpunimi me EBM nuk përfshin forca prerëse në pjesët e punës. Kjo mundëson përpunimin e materialeve të brishta dhe të brishta nga EBM pa ndonjë shtrëngim ose ngjitje të rëndësishme siç është rasti në teknikat e përpunimit mekanik. Vrimat gjithashtu mund të shpohen në kënde shumë të cekëta si 20 deri në 30 gradë.

 

 

 

Përparësitë e përpunimit me rreze elektronike: EBM siguron shpejtësi shumë të larta shpimi kur shpohen vrima të vogla me raport të lartë pamjeje. EBM mund të përpunojë pothuajse çdo material, pavarësisht nga vetitë e tij mekanike. Nuk përfshihen forca mekanike prerëse, kështu që kostot e shtrëngimit, mbajtjes dhe fiksimit të punës janë të papërfillshme dhe materialet e brishta/të brishtë mund të përpunohen pa probleme. Zonat e prekura nga nxehtësia në EBM janë të vogla për shkak të pulseve të shkurtra. EBM është në gjendje të sigurojë çdo formë vrimash me saktësi duke përdorur mbështjellje elektromagnetike për të devijuar rrezet e elektroneve dhe tabelën CNC.

 

 

 

Disavantazhet e përpunimit me rreze elektronike: Pajisjet janë të shtrenjta dhe funksionimi dhe mirëmbajtja e sistemeve të vakumit kërkon teknikë të specializuar. EBM kërkon periudha të konsiderueshme të uljes së pompës vakum për të arritur presionet e ulëta të kërkuara. Edhe pse zona e prekur nga nxehtësia është e vogël në EBM, formimi i shtresës së riformuar ndodh shpesh. Përvoja dhe njohuria jonë shumëvjeçare na ndihmon të përfitojmë nga kjo pajisje e vlefshme në mjedisin tonë prodhues.