EBM Machining & Electron Beam Machining

In ELECTRON-BEAM MACHINING (EBM) tuna elektroni za kasi ya juu ambazo hujilimbikizia kwenye nyenzo nyembamba, ambayo hujilimbikiza kwenye nyenzo za mvuke. Kwa hivyo EBM ni aina ya HIGH-ENERGY-BEAM MACHINING technique. Electron-Beam Machining (EBM) inaweza kutumika kwa kukata au kuchosha kwa aina ya metali kwa usahihi sana. Kumaliza uso ni bora na upana wa kerf ni nyembamba kwa kulinganisha na michakato mingine ya kukata mafuta. Mihimili ya elektroni katika vifaa vya EBM-Machining hutolewa kwa bunduki ya boriti ya elektroni. Utumizi wa Machining ya Electron-Beam ni sawa na yale ya Laser-Beam Machining, isipokuwa kwamba EBM inahitaji utupu mzuri. Kwa hivyo michakato hii miwili imeainishwa kama michakato ya kielektroniki-macho-joto. Sehemu ya kazi ya kutengenezwa kwa mchakato wa EBM iko chini ya boriti ya elektroni na huhifadhiwa chini ya utupu. Bunduki za boriti za elektroni katika mashine zetu za EBM pia zimetolewa na mifumo ya kuangaza na darubini za kupangilia boriti na kifaa cha kufanyia kazi. Kazi ya kazi imewekwa kwenye meza ya CNC ili mashimo ya sura yoyote yanaweza kutengenezwa kwa kutumia udhibiti wa CNC na utendaji wa kupotoka kwa boriti ya bunduki. Ili kufikia uvukizi wa haraka wa nyenzo, wiani wa mpango wa nguvu katika boriti lazima iwe juu iwezekanavyo. Thamani za hadi 10exp7 W/mm2 zinaweza kufikiwa mahali pa athari. Elektroni huhamisha nishati yao ya kinetic kwenye joto katika eneo ndogo sana, na nyenzo zinazoathiriwa na boriti hutolewa kwa muda mfupi sana. Nyenzo za kuyeyuka zilizo juu ya sehemu ya mbele, hutolewa kutoka eneo la kukata na shinikizo la juu la mvuke kwenye sehemu za chini. Vifaa vya EBM vinajengwa sawa na mashine za kulehemu za boriti za elektroni. Mashine za miale ya elektroni kwa kawaida hutumia voltages kati ya 50 hadi 200 kV ili kuharakisha elektroni hadi karibu 50 hadi 80% ya kasi ya mwanga (200,000 km/s). Lenses za sumaku ambazo kazi yake inategemea nguvu za Lorentz hutumiwa kuzingatia boriti ya elektroni kwenye uso wa workpiece. Kwa msaada wa kompyuta, mfumo wa kupotoka kwa sumakuumeme huweka boriti inavyohitajika ili mashimo ya umbo lolote yaweze kutobolewa. Kwa maneno mengine, lenzi za sumaku katika vifaa vya Electron-Beam-Machining hutengeneza boriti na kupunguza tofauti. Vitundu kwa upande mwingine huruhusu elektroni zinazounganika pekee kupita na kunasa elektroni zinazotofautiana za nishati ya chini kutoka kwenye pindo. Kipenyo na lenzi za sumaku katika EBM-Mashine hivyo kuboresha ubora wa boriti ya elektroni. Bunduki katika EBM hutumiwa katika hali ya pulsed. Mashimo yanaweza kuchimbwa kwenye karatasi nyembamba kwa kutumia pigo moja. Walakini kwa sahani nene, mipigo mingi ingehitajika. Kubadilisha muda wa mapigo ya moyo wa chini kama sekunde 50 hadi milisekunde 15 kwa ujumla hutumiwa. Ili kupunguza migongano ya elektroni na molekuli za hewa kusababisha kutawanyika na kuweka uchafuzi kwa kiwango cha chini, utupu hutumiwa katika EBM. Ombwe ni ngumu na ni ghali kutengeneza. Hasa kupata utupu mzuri ndani ya idadi kubwa na vyumba ni ngumu sana. Kwa hivyo EBM inafaa zaidi kwa sehemu ndogo zinazotoshea kwenye vyumba vya utupu vya ukubwa wa kompakt. Kiwango cha utupu ndani ya bunduki ya EBM kiko katika mpangilio wa 10EXP(-4) hadi 10EXP(-6) Torr. Mwingiliano wa boriti ya elektroni na kipande cha kazi hutoa X-rays ambayo huhatarisha afya, na kwa hiyo wafanyakazi waliofunzwa vyema wanapaswa kutumia vifaa vya EBM. Kwa ujumla, EBM-Machining hutumiwa kukata mashimo madogo kama inchi 0.001 (milimita 0.025) kwa kipenyo na nafasi nyembamba kama inchi 0.001 katika nyenzo za hadi inchi 0.250 (milimita 6.25) na unene. Urefu wa tabia ni kipenyo ambacho boriti inafanya kazi. Boriti ya elektroni katika EBM inaweza kuwa na urefu wa tabia ya makumi ya mikroni hadi mm kulingana na kiwango cha kulenga kwa boriti. Kwa ujumla, boriti ya elektroni inayolenga nishati ya juu inafanywa ili kuingilia kwenye sehemu ya kazi na ukubwa wa doa wa mikroni 10 - 100. EBM inaweza kutoa mashimo ya kipenyo katika safu ya mikroni 100 hadi 2 mm na kina cha hadi 15 mm, yaani, na uwiano wa kina/kipenyo cha karibu 10. Katika kesi ya mihimili ya elektroni isiyozingatia, msongamano wa nguvu unaweza kushuka hadi 1. Wati/mm2. Walakini, katika kesi ya mihimili iliyoelekezwa, msongamano wa nguvu unaweza kuongezeka hadi makumi ya kW/mm2. Kwa kulinganisha, miale ya leza inaweza kulenga ukubwa wa doa wa mikroni 10 - 100 na msongamano wa nguvu unaofikia 1 MW/mm2. Utoaji wa umeme kwa kawaida hutoa msongamano wa juu zaidi wa nguvu na saizi ndogo za doa. Boriti ya sasa inahusiana moja kwa moja na idadi ya elektroni zinazopatikana kwenye boriti. Boriti ya sasa katika Electron-Beam-Machining inaweza kuwa chini kama microamperes 200 hadi 1 ampere. Kuongeza muda wa boriti ya EBM na/au muda wa mpigo huongeza moja kwa moja nishati kwa kila mpigo. Tunatumia mipigo ya nishati ya juu inayozidi 100 J/pulse ili kutengeneza mashimo makubwa kwenye sahani nene. Katika hali ya kawaida, EBM-machining hutupatia faida ya bidhaa zisizo na burr. Vigezo vya mchakato vinavyoathiri moja kwa moja sifa za usindikaji katika Electron-Beam-Machining ni:

 

• Voltage ya kuongeza kasi

 

• Mkondo wa boriti

 

• Muda wa mapigo

 

• Nishati kwa kila mpigo

 

• Nguvu kwa mpigo

 

• Mzunguko wa lenzi

 

• Ukubwa wa doa

 

• Msongamano wa nguvu

 

Baadhi ya miundo ya dhana pia inaweza kupatikana kwa kutumia Electron-Beam-Machining. Mashimo yanaweza kupunguzwa kando ya kina au umbo la pipa. Kwa kuzingatia boriti chini ya uso, tapers reverse inaweza kupatikana. Nyenzo mbalimbali kama vile chuma, chuma cha pua, titanium na aloi kuu za nikeli, alumini, plastiki, kauri zinaweza kutengenezwa kwa kutumia e-boriti-machining. Kunaweza kuwa na uharibifu wa joto unaohusishwa na EBM. Walakini, eneo lililoathiriwa na joto ni nyembamba kwa sababu ya muda mfupi wa mapigo katika EBM. Kanda zilizoathiriwa na joto kwa ujumla ni karibu mikroni 20 hadi 30. Baadhi ya nyenzo kama vile alumini na aloi za titani hutengenezwa kwa urahisi zaidi ikilinganishwa na chuma. Zaidi ya hayo EBM-machining haihusishi kukata nguvu kwenye vipande vya kazi. Hii huwezesha uchakataji wa nyenzo dhaifu na nyufa na EBM bila kubana au kuambatisha kama ilivyo katika ufundi wa mitambo. Mashimo yanaweza pia kutobolewa kwa pembe za kina kifupi sana kama nyuzi 20 hadi 30.

 

 

 

Faida za Electron-Beam-Machining: EBM hutoa viwango vya juu sana vya kuchimba visima wakati mashimo madogo yenye uwiano wa juu yanachimbwa. EBM inaweza mashine karibu nyenzo yoyote bila kujali sifa zake za mitambo. Hakuna nguvu za kukata mitambo zinazohusika, kwa hivyo kubana kwa kazi, kushikilia na kurekebisha gharama hazizingatiwi, na nyenzo dhaifu / brittle zinaweza kuchakatwa bila shida. Kanda zilizoathiriwa na joto katika EBM ni ndogo kwa sababu ya mapigo mafupi. EBM ina uwezo wa kutoa umbo lolote la mashimo kwa usahihi kwa kutumia mizunguko ya sumakuumeme kugeuza mialo ya elektroni na jedwali la CNC.

 

 

 

Hasara za Uchimbaji wa Elektroni-Beam-Machining: Vifaa ni ghali na uendeshaji na kudumisha mifumo ya utupu inahitaji mafundi maalumu. EBM inahitaji vipindi muhimu vya pampu ya utupu ili kufikia shinikizo la chini linalohitajika. Ingawa eneo lililoathiriwa na joto ni ndogo katika EBM, uundaji wa safu ya recast hutokea mara kwa mara. Uzoefu wetu wa miaka mingi na ujuzi hutusaidia kuchukua fursa ya vifaa hivi muhimu katika mazingira yetu ya utengenezaji.