Technologia EBM

Technologia EBM
Electron Beam Melting oznacza topienie za pomocą wiązki elektronów. EBM jest jedną z
technologii warstwowego wytwarzania elementów metalowych.
Podobnie jak większość systemów drukowania przestrzennego, urządzenia EBM budują
obiekty bezpośrednio z pliku CAD poprzez warstwowe nanoszenie proszku metalu na
obniżającą się platformę, a następnie przetapianie każdej z kolejnych warstw przy
pomocy zogniskowanego strumienia elektronów, przy czym, aktualna warstwa zastaje
całkowicie przetopiona i trwale połączona z poprzednią. Proces odbywa się w komorze
próżniowej, gdyż w przeciwnym razie atomy gazu rozpraszałyby promień elektronowy.
W przeciwieństwie do technologii SLM, części wyprodukowane w technologii EBM zwykle
nie wymagają obróbki cieplnej gdyż sam proces jest dużo szybszy a dodatkowo dzięki
izolacyjnym właściwościom próżni ciepło zostaje uwięzione wewnątrz budowanych
elementów, przez co ilość naprężeń przetopowych jest minimalna.
Głównie z powodu wysokiej gęstości i czystości struktury metalicznej, technologia
Electron Beam Melting znalazła zastosowanie w produkcji implantów, zawierających
struktury porowate, ułatwiające osteointegrację, które to z kolei są niemożliwe do
wykonania obróbką skrawaniem.
Szczególnie w przemyśle lotniczym technologia EBM odnotowuje rewolucyjne sukcesy.
Niedawno firma Avio produkująca części do przemysłu lotniczego i kosmicznego,
rozpoczęła produkcję łopatek do silników turboodrzutowych z żaroodpornego stopu TiAl,
w technologii EBM dla niskociśnieniowego stopnia turbiny. Tego typu łopatki mają
zastąpić klasyczne rozwiązanie oparte na dużo cięższych stopach niklu.
Technologia Electron Beam Melting jest nadal stosunkowo młodą technologią o wielkim
potencjale rozwoju. Obecnie firma Arcam jest jednym z partnerów badań
sponsorowanych przez UE, mających na celu stworzenie jeszcze szybszej technologii EBM
(Fast EBM project), pozwalającej na masową produkcję części metalowych na zasadach
konkurencyjnych dla klasycznych technik odlewniczych.
Aplikacje




produkcja skomplikowanych części metalowych dla przemysłu lotniczego
ogólne prototypowanie elementów metalowych
produkcja implantów metalowych do zastosowań implantologicznych
produkcja części metalowych dla przemysłu kosmicznego
Zalety







wysokie tempo budowania skomplikowanych elementów metalowych
prawie nieistniejące naprężenia przetopowe w wykonywanych częściach
brak konieczności obróbki termicznej po procesie
niskie ceny materiałów eksploatacyjnych
doskonałe własności mechaniczne materiałów i ich struktura wewnętrzna oraz
czystość
wysoki potencjał rozwoju
struktury podporowe w mniejszym stopniu niż w przypadku technologii SLM
Wady




niższa jakość powierzchni w porównaniu do technologii SLM
niższa dokładność wymiarowa w porównaniu do technologii SLM
wyższy pobór energii elektrycznej
częsta wymiana włókna działa elektronowego (100-200h).
Rysunek przedstawia zasadę działanie technologii EBM