Tecnologia EBM

La fusione a fascio di elettroni (EBM) è una forma di produzione additiva, comunemente nota come stampa 3D, utilizzata specificamente per componenti metallici. In questo processo, la materia prima, che può essere polvere o filo metallico, viene posta sotto vuoto e fusa riscaldandola con un fascio di elettroni. Questo metodo presenta un'elevata temperatura di fusione, potenza del forno e velocità di riscaldamento regolabili e produce prodotti di alta qualità. Tuttavia, presenta anche delle sfide, come la bassa resa del metallo, l'elevato consumo energetico specifico e la necessità di condizioni di alto vuoto durante la fusione.

L'EBM non è utilizzato solo per la fusione e la raffinazione dell'acciaio e dei metalli rari, ma è ampiamente applicato anche nella saldatura e nella fusione e colata di materiali ceramici.

In un ambiente ad alto vuoto, il catodo viene riscaldato da un campo elettrico ad alta tensione, che ne provoca l'emissione di elettroni. Questi elettroni vengono poi raccolti in un fascio. Spinto dalla tensione di accelerazione, il fascio di elettroni viaggia verso l'anodo a velocità elevatissime. Dopo aver attraversato l'anodo, il fascio colpisce con precisione il lingotto inferiore e il materiale nel crogiolo, bombardandolo. Questa azione fonde il lingotto inferiore formando una pozza fusa, in cui il materiale fonde e gocciola continuamente, completando così il processo di fusione.

Tipicamente, la tensione di accelerazione per un forno a fascio di elettroni è di circa 30.000 volt. Questa configurazione garantisce una perdita massima di raggi X non superiore allo 0,5%, con perdite ancora inferiori dovute agli elettroni di emissione secondaria. Di conseguenza, l'energia del fascio di elettroni viene quasi interamente convertita da energia elettrica in energia cinetica e poi da energia cinetica in energia termica.