EBM-tekniikka

Electron Beam Melting (EBM) on lisäainevalmistusmuoto, joka tunnetaan yleisesti 3D-tulostuksena ja jota käytetään erityisesti metalliosiin. Tässä prosessissa raaka-aine, joka voi olla metallijauhetta tai lankaa, asetetaan tyhjiöön ja sulatetaan yhteen kuumentamalla sitä elektronisuihkulla. Tämä menetelmä tarjoaa korkean sulamislämpötilan, säädettävän uunin tehon ja lämmitysnopeuden ja tuottaa korkealaatuisia tuotteita. Se asettaa kuitenkin myös haasteita, kuten alhainen metallisaanto, korkea ominaistehonkulutus ja tarve korkealle tyhjiölle sulatuksen aikana.

EBM:ää käytetään paitsi teräksen ja harvinaisten metallien sulattamiseen ja jalostukseen, myös laajalti hitsauksessa sekä keraamisten materiaalien sulatuksessa ja valussa.

Suurtyhjiöympäristössä katodi kuumennetaan korkeajännitteisellä sähkökentällä, jolloin se emittoi elektroneja. Nämä elektronit kerätään sitten säteeksi. Kiihdytysjännitteen ohjaamana elektronisäde kulkee kohti anodia erittäin suurilla nopeuksilla. Anodin läpi kulkemisen jälkeen säde kohdistaa ja pommittaa tarkasti pohjaharkon ja upokkaan materiaalin. Tämä toiminta sulattaa pohjaharkon muodostaen sulan altaan, johon materiaali jatkuvasti sulaa ja tippuu, jolloin sulatusprosessi päättyy.

Tyypillisesti elektronisuihkuuunin kiihdytysjännite on noin 30 000 volttia. Tämä järjestely takaa enintään 0,5 %:n maksimaalisen röntgenhäviön ja vielä vähemmän sekundääristen emissioelektronien häviötä. Tämän seurauksena elektronisäteen energia muunnetaan lähes kokonaan sähköenergiasta kineettiseksi energiaksi ja sitten kineettisestä energiasta lämpöenergiaksi.