Usinage par faisceau d'électrons :Principe, Fonctionnement, Matériel, Application, Avantages et Inconvénients

Aujourd'hui, nous allons en apprendre davantage sur le principe d'usinage par faisceau d'électrons, le fonctionnement, l'équipement, l'application, les avantages et les inconvénients avec son diagramme. Il s'agit d'un processus d'usinage non traditionnel dans lequel aucun outil physique n'est utilisé. L'usinage par faisceau d'électrons est identique au processus d'usinage par faisceau laser dans lequel, à l'exception du laser, un faisceau d'électrons à grande vitesse empiète sur la pièce à usiner. Cela générera une énergie thermique élevée et fondra et vaporisera le métal de la pièce à usiner. Tout ce processus se déroule dans une chambre à vide. Il est principalement utilisé pour percer des trous de n'importe quelle forme.

Usinage par faisceau d'électrons :

Principe :

Ce processus d'usinage fonctionne sur le principe de base de la conversion de l'énergie cinétique de l'électron en énergie thermique. Lorsqu'un électron à grande vitesse frappe une pièce, il convertit son énergie cinétique en énergie thermique. Cette énergie thermique est utilisée pour vaporiser le matériau à la surface de contact. Ce processus est effectué sous vide, sinon l'électron entre en collision avec des particules d'air et perd son énergie avant d'entrer en contact avec le matériau de travail. C'est le principe de base de l'usinage EBM.

Équipement :

Pistolet à électrons :

C'est ce qu'on appelle l'usinage au cœur du faisceau d'électrons. Il est utilisé pour générer des électrons. Il s'agit simplement d'un tube à rayons cathodiques qui génère des électrons, les accélère à une vitesse suffisante et les focalise à une petite taille de point. Dans ce pistolet, la cathode est constituée de tungstène ou de tantale. Ce filament de cathode chauffé jusqu'à 2500 degrés centigrades accélère l'émission d'électrons par réaction thermionique. Il y a un très faible vide dans la chambre

Grille de biais annulaire :

C'est l'élément suivant de l'EBM. C'est juste après le canon à électrons. C'est une anode qui est connectée par la polarisation négative afin que l'électron généré par la cathode ne diverge pas de son chemin et ne s'approche pas de l'élément suivant. Lorsque les électrons quittent cette section, la vitesse des électrons est presque la moitié de la vitesse de la lumière.

Lentilles magnétiques :

Après l'anode, des lentilles magnétiques sont prévues qui façonnent le faisceau et ne permettent pas de faire diverger les électrons ou de réduire la divergence du faisceau. Ces lentilles ne laissent passer que des électrons convergents, on obtient ainsi un faisceau hautement focalisé. Ils capturent également des électrons de faible énergie, augmentant ainsi la qualité du faisceau.

Lentille électromagnétique et bobine de déviation :

La lentille électromagnétique est utilisée pour focaliser le faisceau d'électrons en un point. Ils utilisent pour focaliser le faisceau à un endroit sur la pièce à usiner afin qu'un faisceau très intense atteigne la surface de travail, ce qui produit plus de chaleur et améliore l'usinage. La bobine défectueuse ne permet pas de dévier le faisceau et de prendre en charge tous les mouvements d'électrons en série, formant ainsi un faisceau de haute intensité.

Pièce à usiner et dispositif de maintien :

Il peut usiner des matériaux métalliques et non métalliques. La pièce à usiner est maintenue par un dispositif approprié qui est monté sur une table CNC. Cette table peut être déplacée dans les trois directions qui contrôlent la forme de l'usinage.

Travail :

L'EBM fonctionne de la même manière que l'usinage par faisceau laser . son fonctionnement peut être résumé dans les points suivants.

• Le premier canon à électrons produit des particules d'électrons à grande vitesse. Ces particules d'électrons se déplacent vers l'anode qui est placée après le tube cathodique.
• Maintenant, ce faisceau d'électrons de haute intensité passe à travers des lentilles magnétiques. Il existe une série de lentilles qui ne prennent en charge que les électrons convergents qui la traversent. Il absorbe tous les électrons divergents et les électrons de basse énergie. Il fournit un faisceau d'électrons de haute qualité.
• Ce faisceau d'électrons passe maintenant à travers une lentille électromagnétique et une bobine de déviation. Il focalise le faisceau d'électrons en un point.
• Le faisceau d'électrons de haute intensité frappe la pièce où l'énergie cinétique des électrons se convertit en énergie thermique.
• Le matériau est retiré de la surface de contact par fusion et vaporisation en raison de cette chaleur élevée générée par la conversion de l'énergie cinétique en énergie thermique. Tout ce processus se déroule dans une chambre à vide, sinon ces électrons entrent en collision avec des particules d'air entre les trajets et perdent leur énergie cinétique.

C'est tout le processus d'usinage par faisceau d'électrons.

Application :

• Il est utilisé pour produire un trou de très petite taille d'environ 100 micromètres à 2 millimètres.
• Il est utilisé pour produire des trous dans la buse d'injection diesel.
• Utilisé dans les industries aérospatiales pour produire des aubes de turbine pour les moteurs supersoniques et dans les réacteurs nucléaires.

Avantages et inconvénients :

Avantages :

• Il peut être utilisé pour produire des trous de très petite taille dans n'importe quelle forme.
• Il peut usiner n'importe quel matériau, quelles que soient sa dureté et ses autres propriétés mécaniques.
• Il offre une bonne finition de surface. Aucun processus de finition de surface n'est requis après EBM.
• Les matériaux hautement réactifs peuvent être usinés facilement car l'usinage se fait sous vide.

Inconvénients :

• Coût d'investissement élevé.
• Opérateur hautement qualifié requis.
• Faible taux d'enlèvement de matière.
• Un entretien régulier est nécessaire
• Le taux d'enlèvement de matière est très faible par rapport à d'autres procédés conventionnels.
• Il est difficile de produire un vide parfait.

Il s'agit du principe d'usinage par faisceau d'électrons, du fonctionnement, de l'équipement, de l'application, des avantages et des inconvénients avec son schéma. Si vous avez des questions concernant cet article, demandez en commentant. Si vous aimez cet article, n’oubliez pas de le partager sur vos réseaux sociaux. Abonnez-vous à notre site Web pour des articles plus intéressants.