تكنولوجيا الطب القائم على الأدلة

الصهر بشعاع الإلكترونات (EBM) هو أحد أشكال التصنيع الإضافي، المعروف باسم الطباعة ثلاثية الأبعاد، ويُستخدم خصيصًا للأجزاء المعدنية. في هذه العملية، تُوضع المادة الخام، والتي قد تكون مسحوقًا معدنيًا أو سلكًا، في فراغ وتُدمج معًا عن طريق تسخينها بشعاع إلكتروني. تتميز هذه الطريقة بدرجة حرارة انصهار عالية، وقوة فرن قابلة للتعديل وسرعة تسخين، وتُنتج منتجات عالية الجودة. ومع ذلك، فإنها تُمثل أيضًا تحديات مثل انخفاض إنتاجية المعدن، وارتفاع استهلاك الطاقة النوعية، وضرورة وجود ظروف فراغ عالية أثناء الصهر.

لا يتم استخدام EBM فقط في صهر وتكرير الفولاذ والمعادن النادرة، بل يتم تطبيقها أيضًا على نطاق واسع في اللحام، بالإضافة إلى صهر وصب المواد السيراميكية.

في بيئة عالية الفراغ، يُسخّن الكاثود بواسطة مجال كهربائي عالي الجهد، مما يُؤدي إلى انبعاث الإلكترونات منه. تُجمع هذه الإلكترونات بعد ذلك في شعاع. يتحرك شعاع الإلكترونات، مدفوعًا بالجهد المتسارع، نحو الأنود بسرعات عالية جدًا. بعد مروره عبر الأنود، يستهدف الشعاع بدقة السبيكة السفلية والمادة الموجودة في البوتقة ويقذفها. يؤدي هذا إلى صهر السبيكة السفلية لتكوين بركة منصهرة، تذوب فيها المادة باستمرار وتتساقط، وبذلك تُكمل عملية الصهر.

عادةً، يبلغ جهد التسارع لفرن حزمة الإلكترونات حوالي 30,000 فولت. يضمن هذا النظام فقدانًا أقصى للأشعة السينية لا يتجاوز 0.5%، مع فقدان أقل من إلكترونات الانبعاث الثانوي. وبالتالي، تتحول طاقة حزمة الإلكترونات بالكامل تقريبًا من طاقة كهربائية إلى طاقة حركية، ثم من طاقة حركية إلى طاقة حرارية.