Technologia EBM

Topienie wiązką elektronów (EBM) to forma produkcji addytywnej, powszechnie znana jako drukowanie 3D, stosowana specjalnie do części metalowych. W tym procesie surowiec, który może być proszkiem metalowym lub drutem, umieszczany jest w próżni i łączony ze sobą poprzez podgrzewanie go wiązką elektronów. Ta metoda charakteryzuje się wysoką temperaturą topnienia, regulowaną mocą pieca i prędkością nagrzewania oraz wytwarza produkty wysokiej jakości. Jednak wiąże się również z wyzwaniami, takimi jak niska wydajność metalu, wysokie zużycie energii i konieczność stosowania wysokiej próżni podczas topienia.

EBM wykorzystuje się nie tylko do topienia i rafinacji stali oraz metali rzadkich, ale jest również szeroko stosowana w spawalnictwie oraz topieniu i odlewaniu materiałów ceramicznych.

W środowisku wysokiej próżni katoda jest podgrzewana przez pole elektryczne o wysokim napięciu, co powoduje emisję elektronów. Elektrony te są następnie zbierane w wiązkę. Napędzana przyspieszającym napięciem wiązka elektronów przemieszcza się w kierunku anody z bardzo dużą prędkością. Po przejściu przez anodę wiązka precyzyjnie celuje i bombarduje dolny wlewek i materiał w tyglu. To działanie topi dolny wlewek, tworząc roztopiony basen, w którym materiał stale się topi i kapie, kończąc w ten sposób proces topienia.

Zwykle napięcie przyspieszające dla pieca z wiązką elektronów wynosi około 30 000 woltów. Taka konfiguracja zapewnia maksymalną stratę promieniowania rentgenowskiego nie większą niż 0,5%, przy jeszcze mniejszej stracie z powodu wtórnej emisji elektronów. W rezultacie energia wiązki elektronów jest niemal w całości przekształcana z energii elektrycznej w energię kinetyczną, a następnie z energii kinetycznej w energię cieplną.