Mikä on elektronisuihkun sulaminen?

Elektronisäteilyn sulatus (EBM) on tekniikka, jossa koneen osa valmistetaan sulattamalla kerros jauhekerroksen jälkeen halutun muodon muodostamiseksi. Tämä nopea valmistusmenetelmä käyttää elektronisädettä tyhjiössä tarvittavan lämpötilan tuottamiseksi jauheen sulamiseksi. Tällä tavalla rakennetuilla osilla on tyypillisesti huomattavia haluttavampia fyysisiä ominaisuuksia kuin muilla menetelmillä rakennetuilla osilla.

Komponentin muodostamiseksi elektronisuihkun sulamisen avulla työstettävä materiaali sijoitetaan tyhjiökammioon. Tämän kammion koko määrittää valmiin osan suurimman mahdollisen koon. Sitten hehkulangasta lähetetään elektroneja ja kiihdytetään noin puoleen valon nopeudesta. Magneettikentät keskittyvät ja suuntaavat säteen tarvittaviin paikkoihin. Kun elektronit törmäävät jauhehiukkasiin, niiden liike -energia muuttuu lämpöenergiaksi lämmittäen siten jauhetta.

Koska palkki vaikuttaa vain hyvin matalaan materiaalin pintaan, osa rakennetaan kerros kerrokselta. Tietokoneita käytetään tyypillisesti säteen sijainnin ja viipymisajan ohjaamiseen, vaikka prosessia valvova käyttäjä toisinaan säätää sitä. Kolmiulotteiset tietokoneavusteiset suunnittelukaaviot tarjoavat säteen suuntaamiseen tarvittavat mittatiedot.

EBM: ää kutsutaan usein nopean valmistusmenetelmän tyypiksi, joka tunnetaan lisäaineiden valmistuksena. Tällaiset prosessit toimittavat tarkat määrät energiaa ja materiaalia tarkkoihin paikkoihin halutun rakenteen kehittämiseksi. Sen sijaan, että muotin avulla määritettäisiin osan muoto, lisäaineiden valmistustekniikat käyttävät kolmiulotteista digitaalista suunnitelmaa sen muodon määrittämiseen.

Metallit ovat tyypillisimpiä materiaaleja, joita käytetään elektronisuihkulla sulavien komponenttien rakentamiseen. Toisinaan käytetään kuitenkin muita materiaaleja, kuten keramiikkaa ja keraamisia metallikomposiitteja. Elektronisuihkun sulaminen sopii erityisen hyvin käytettäväksi materiaalien kanssa, jotka reagoivat hapen kanssa, koska valmistus tapahtuu tyhjiökammiossa.

Elektronisuihkun sulamiseen liittyy useita etuja. Suuren energian ansiosta tämä tekniikka mahdollistaa korkean sulamiskapasiteetin ja korkean tuottavuuden. EBM voi tuottaa erittäin monimutkaisia ​​geometrisia komponentteja. Tuloksena olevat osat ovat yleensä tunnettuja niiden erittäin tiheästä ja rakenteessa olevien tyhjennysten puutteesta.
Prosessiin tyypillisesti liittyvät erittäin korkeat lämpötilat tuottavat usein metalliosia, joilla on samanlaiset metallurgiset ominaisuudet kuin lämpökäsitellyillä komponenteilla. Esimerkiksi tämän menetelmän tuotteilla on yleensä suurempi lujuus ja vähän jäännösjännitystä verrattuna muihin valmistusmenetelmiin. Tämä usein lyhentää valmistusaikaa välttämällä ylimääräisiä lämpökäsittelytoimenpiteitä, kun osa on rakennettu.

Elektronisäteilyn sulatuksella valmistettuja komponentteja löytyy monenlaisista sovelluksista. Sen soveltuvuus käytettäväksi reaktiivisten titaaniseosten kanssa tarkoittaa, että elektronisuihkun sulamista käytetään usein kevyiden titaanikomponenttien, kuten lääketieteellisten implanttien, rakentamiseen. Se tunnetaan korkean lujuuden ja hyvän metallurgisen laadun osien valmistamisesta, ja sitä käytetään usein myös korkean suorituskyvyn osien valmistamiseen. Sitä käytetään esimerkiksi sellaisten tuotteiden valmistamiseen, kuten turbiinisiivet ilmailu- ja avaruuskäyttöön ja moottoriurheilussa käytettävät ajoneuvojen rungot.