Mecanizado por haz de electrones:principio, funcionamiento, equipos, aplicación, ventajas y desventajas

Hoy aprenderemos sobre el principio de mecanizado por haz de electrones, el funcionamiento, los equipos, la aplicación, las ventajas y desventajas con su diagrama. Es un proceso de mecanizado no tradicional en el que no se utiliza ninguna herramienta física. El mecanizado por haz de electrones es el mismo que el proceso de mecanizado por haz de láser en el que, excepto el láser, el haz de electrones de alta velocidad incide sobre la pieza de trabajo. Esto generará una gran energía térmica y derretirá y vaporizará el metal de la pieza de trabajo. Todo este proceso tiene lugar en cámara de vacío. Se utiliza principalmente para perforar agujeros en cualquier forma.

Mecanizado por haz de electrones:

Principio:

Este proceso de mecanizado funciona según el principio básico de conversión de la energía cinética de los electrones en energía térmica. Cuando un electrón de alta velocidad incide sobre una pieza de trabajo, convierte su energía cinética en energía térmica. Esta energía térmica se utiliza para vaporizar el material en la superficie de contacto. Este proceso se lleva a cabo en el vacío; de lo contrario, el electrón chocará con las partículas de aire y perderá su energía antes de incidir en el material de trabajo. Este es el principio básico del mecanizado EBM.

Equipos:

Pistola de electrones:

Se llama corazón de mecanizado por haz de electrones. Se utiliza para generar electrones. Es simplemente un tubo de rayos catódicos que genera electrones, los acelera a una velocidad suficiente y los enfoca en un tamaño de punto pequeño. En esta pistola, el cátodo está hecho de tungsteno o tantalio. Este filamento de cátodo se calienta hasta 2500 grados centígrados, lo que acelera la emisión de electrones por reacción termoiónica. Hay muy poco vacío en la cámara.

Cuadrícula de sesgo anular:

Es el siguiente elemento de EBM. Está justo después del cañón de electrones. Es un ánodo que está conectado por la polarización negativa para que el electrón generado por el cátodo no se desvíe de su camino y se acerque al siguiente elemento. Cuando los electrones abandonan esta sección, la velocidad del electrón es casi la mitad de la velocidad de la luz.

Lentes Magnéticos:

Después del ánodo, se proporcionan lentes magnéticas que dan forma al haz y no permiten la divergencia de electrones ni reducen la divergencia del haz. Estas lentes dejan pasar solo electrones convergentes, por lo que se obtiene un haz muy enfocado. También capturan electrones de baja energía, por lo que aumentan la calidad del haz.

Lente electromagnética y bobina deflectora:

La lente electromagnética se utiliza para enfocar el haz de electrones en un punto. Se utilizan para enfocar el haz en un punto de la pieza de trabajo para que un haz de alta intensidad llegue a la superficie de trabajo, lo que produce más calor y mejora el mecanizado. La bobina defectuosa no permite que el haz se desvíe y se encarga de que todos los electrones se muevan en serie, por lo que forman un haz de alta intensidad.

Pieza de trabajo y dispositivo de sujeción de piezas:

Puede mecanizar tanto material metálico como no metálico. La pieza de trabajo se sujeta con un accesorio adecuado que se monta en una mesa CNC. Esta mesa se puede mover en las tres direcciones que controlan la forma del mecanizado.

Trabajando:

El EBM funciona igual que mecanizado con rayo láser . su funcionamiento se puede resumir en los siguientes puntos.

• El primer cañón de electrones produce partículas de electrones de alta velocidad. Estas partículas de electrones se mueven hacia el ánodo que se coloca después del tubo del cátodo.
• Ahora este haz de electrones de alta intensidad pasa a través de lentes magnéticas. Hay una serie de lentes que se encargan de que sólo pasen electrones convergentes a través de ella. Absorbe todos los electrones divergentes y los electrones de baja energía. Proporciona un haz de electrones de alta calidad.
• Este haz de electrones pasa ahora a través de una lente electromagnética y una bobina deflectora. Enfoca el haz de electrones en un punto.
• El haz de electrones de alta intensidad incide sobre la pieza de trabajo donde la energía cinética de los electrones se convierte en energía térmica.
• El material se elimina de la superficie de contacto mediante fusión y vaporización debido a este alto calor generado por la conversión de energía cinética en energía térmica. Todo este proceso tiene lugar en una cámara de vacío, de lo contrario, estos electrones chocan con las partículas de aire entre el camino y pierden su energía cinética.

Este es todo el proceso de mecanizado por haz de electrones.

Aplicación:

• Se utiliza para producir orificios de tamaño muy pequeño, de aproximadamente 100 micrómetros a 2 milímetros.
• Se utiliza para producir orificios en la boquilla de inyección de diesel.
• Utilizado en industrias aeroespaciales para producir álabes de turbina para motores supersónicos y en reactores nucleares.

Ventajas y desventajas:

Ventajas:

• Se puede utilizar para producir orificios de tamaño muy pequeño en cualquier forma.
• Puede mecanizar cualquier material independientemente de su dureza y otras propiedades mecánicas.
• Proporciona un buen acabado superficial. No se requiere ningún proceso de acabado de superficie después de EBM.
• El material altamente reactivo se puede mecanizar fácilmente porque el mecanizado se realiza al vacío.

Desventajas:

• Alto costo de capital.
• Se requiere operador de alta habilidad.
• Baja tasa de eliminación de material.
• Se requiere mantenimiento regular
• La tasa de eliminación de material es muy baja en comparación con otros procesos convencionales.
• Es difícil producir un vacío perfecto.

Esto es todo sobre el principio de mecanizado por haz de electrones, el funcionamiento, los equipos, la aplicación, las ventajas y desventajas con su diagrama. Si tiene alguna consulta sobre este artículo, pregunte comentando. Si te ha gustado este artículo, no olvides compartirlo en tus redes sociales. Suscríbete a nuestro sitio web para más artículos interesantes.