Usinagem por Feixe de Elétrons:Princípio, Funcionamento, Equipamentos, Aplicação, Vantagens e Desvantagens

Hoje vamos aprender sobre o princípio de usinagem por feixe de elétrons, funcionamento, equipamentos, aplicação, vantagens e desvantagens com seu diagrama. É um processo de usinagem não tradicional no qual nenhuma ferramenta física é usada. A usinagem por feixe de elétrons é o mesmo que o processo de usinagem por feixe de laser no qual, exceto o laser, o feixe de elétrons de alta velocidade colide com a peça de trabalho. Isso gerará alta energia térmica e derreterá e vaporizará o metal da peça de trabalho. Todo este processo ocorre em câmara de vácuo. É usado principalmente para fazer furos em qualquer formato.

Usinagem de feixe de elétrons:

Princípio:

Este processo de usinagem funciona no princípio básico de conversão da energia cinética do elétron em energia térmica. Quando um elétron de alta velocidade colide com uma peça de trabalho, eles convertem sua energia cinética em energia térmica. Esta energia térmica usada para vaporizar o material na superfície de contato. Este processo é realizado no vácuo, caso contrário o elétron colidirá com a partícula de ar e perderá sua energia antes de colidir com o material de trabalho. Este é o princípio básico da usinagem EBM.

Equipamentos:

Pistola de elétrons:

É chamado de coração de usinagem de feixe de elétrons. É usado para gerar elétrons. É simplesmente um tubo de raios catódicos que gera elétrons, os acelera a uma velocidade suficiente e os focaliza em pequenos tamanhos de pontos. Neste catodo de arma é feito de tungstênio ou tântalo. Este filamento de cátodo aquecido até 2500 graus centígrados que aceleram a emissão de elétrons por reação termiônica. Há vácuo muito baixo na câmara

Grade de polarização anular:

É o próximo elemento da EBM. É logo após o canhão de elétrons. É um ânodo que é conectado pela polarização negativa para que o elétron gerado pelo cátodo não divirja de seu caminho e se aproxime do próximo elemento. Quando os elétrons saem desta seção, a velocidade do elétron é quase metade da velocidade da luz.

Lentes magnéticas:

Após o ânodo, são fornecidas lentes magnéticas que moldam o feixe e não permitem divergir elétrons ou reduzir a divergência do feixe. Essas lentes permitem a passagem apenas de elétrons convergentes, obtendo-se assim um feixe de alta focalização. Eles também capturam elétrons de baixa energia, aumentando assim a qualidade do feixe.

Lente eletromagnética e bobina de deflexão:

A lente eletromagnética é usada para focalizar o feixe de elétrons em um ponto. Eles costumam focar o feixe em um ponto na peça de trabalho para que um feixe de alta intensidade atinja a superfície de trabalho, o que produz mais calor e melhora a usinagem. A bobina defeituosa não permite desviar o feixe e cuidar de todos os movimentos de elétrons em série, formando assim um feixe de alta intensidade.

Peça de trabalho e dispositivo de retenção de trabalho:

Pode usinar materiais metálicos e não metálicos. A peça de trabalho é segurada por uma fixação adequada que é montada em uma mesa CNC. Esta mesa pode ser movida em todas as três direções que controlam a forma de usinagem.

Trabalhando:

O EBM funciona da mesma forma que a usinagem a laser . seu funcionamento pode ser resumido nos seguintes pontos.

• O primeiro canhão de elétrons produz partículas de elétrons de alta velocidade. Essas partículas de elétrons se movem em direção ao ânodo que é colocado após o tubo do cátodo.
• Agora, este feixe de elétrons de alta intensidade passa através de lentes magnéticas. Há uma série de lentes que cuidam apenas da passagem de elétrons convergentes por ela. Absorve todos os elétrons divergentes e elétrons de baixa energia. Ele fornece um feixe de elétrons de alta qualidade.
• Este feixe de elétrons agora passa pela lente eletromagnética e pela bobina defletora. Ele foca o feixe de elétrons em um ponto.
• O feixe de elétrons de alta intensidade atinge a peça de trabalho, onde a energia cinética dos elétrons é convertida em energia térmica.
• O material é removido da superfície de contato por fusão e vaporização devido a este alto calor gerado pela conversão de energia cinética em energia térmica. Todo esse processo ocorre em uma câmara de vácuo, caso contrário esses elétrons colidem com partículas de ar entre o caminho e perdem sua energia cinética.

Este é todo o processo de usinagem de feixe de elétrons.

Aplicação:

• É usado para produzir furos de tamanho muito pequeno, de cerca de 100 micrômetros a 2 milímetros.
• É usado para fazer furos no bico de injeção de diesel.
• Usado em indústrias aeroespaciais para produzir lâminas de turbina para motores supersônicos e em reatores nucleares.

Vantagens e Desvantagens:

Vantagens:

• Pode ser usado para produzir furos de tamanho muito pequeno em qualquer formato.
• Pode usinar qualquer material, independentemente de sua dureza e outras propriedades mecânicas.
• Proporciona um bom acabamento superficial. Nenhum processo de acabamento de superfície é necessário após o EBM.
• Material de alta reação pode ser usinado facilmente porque a usinagem é feita sob vácuo.

Desvantagens:

• Alto custo de capital.
• Requer operador de alta habilidade.
• Baixa taxa de remoção de material.
• É necessária manutenção regular
• A taxa de remoção de material é muito baixa em comparação com outros processos convencionais.
• É difícil produzir vácuo perfeito.

Trata-se do princípio de usinagem por feixe de elétrons, funcionamento, equipamentos, aplicação, vantagens e desvantagens com seu diagrama. Se você tiver alguma dúvida sobre este artigo, pergunte comentando. Se você gostou deste artigo, não se esqueça de compartilhá-lo em suas redes sociais. Assine nosso site para mais artigos interessantes.