موضوع مقاله: ماشین‌کاری پرتو الکترونی | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # ماشین‌کاری پرتو الکترونی | مقدمه: در این روش ماشین کاری از یک ولتاژ بالا که معمولاً تا ۱۲۰ کیلوولت است، برای شتاب دادن به الکترون‌ها با سرعتی در حدود ۵۰ تا ۸۰ درصد سرعت نور استفاده می‌شود. | ## بخش 1: ماشین‌کاری پرتو الکترونی | برخورد پرتو الکترونی با قطعه کار تولید پرتو X می‌کند که بسیار خطرناک و مضر است؛ بنابراین حفاظت و پوشش ضروری بوده و می‌بایست از پرسنل با مهارت کافی جهت استفاده از تجهیزات بهره برد. خواص ماده نظیر چگالی، رسانایی الکتریکی و حرارتی، انعکاس و نقطه ذوب معمولاً عوامل محدودکننده این فرایند محسوب نمی‌شوند. بیشترین کاربرد EBM در صنعت، دریل کاری دقیق سوراخ‌های کوچک از گستره ۰٫۰۵ تا ۱ میلی‌متر است. مبانی فیزیکی فرایند در این روش، انرژی جنبشی الکترون‌های به حرارت تبدیل می‌شود و سبب افزایش درجه حرارت قطعه کار که بالاتر از نقطه جوش آن است، می‌شود و این سبب می‌شود تا براده برداری به صورت تبخیری صورت گیرد. با توجه به شدت قدرت 1.55MW/mm2 که در این روش رخ می‌دهد، تمام مواد مهندسی را می‌توان ماشین کاری کرد. نحوه نفوذ موج متمرکز شده و اینکه چگونه به داخل قطعه نفوذ می‌کند، به دلیل پیچیدگی مکانیزم آن، کاملاً مشخص نیست؛ اما اعتقاد بر این است که سطح قطعه کار به وسیله ترکیب فشار الکترون و کشش سطحی ذوب می‌شود. ماده مذاب به سرعت خارج و تبخیر می‌گردد و در نتیجه، نرخ براده برداری در حدود ۱۰ میلی‌متر مکعب بر دقیقه را به وجود می‌آورد. | ## بخش 2: ماشین‌کاری پرتو الکترونی | موج الکترون پالسی با فرکانس ۱۰۰۰۰ هرتز سبب کاهش درجه حرارت قطعه کار در خارج از منطقه ماشین کاری می‌گردد. به خصوص زمانی دریل کاری توصیه می‌شود که سوراخ‌های کوچک زیادی باید ایجاد شود یا به خاط هندسه قطعه کار و سختی آن، دریل کاری آن‌ها مشکل است. به خصوص در صنایع نساجی و شیمیایی از EBM به منظور تولید تعداد زیادی سوراخ در فیلترها و توری‌های سیمی استفاده می‌شود. سیستم تمرکز و انحراف پرتو: از لنزهای الکترومغناطیسی برای متمرکز کردن پرتو روی نقطهٔ دلخواه استفاده می‌شود. مدت‌زمان پالس: EBM معمولاً به صورت پالسی کار می‌کند؛ طول پالس تعیین‌کنندهٔ مقدار انرژی منتقل‌شده در هر ضربه است. ایمنی و ملاحظات پرتو الکترونی می‌تواند تابش‌های X خطرناک تولید کند، ولتاژهای بسیار بالا خطر برق‌گرفتگی جدی دارند، تجهیزات خلا در صورت نشتی یا شکستگی می‌توانند آسیب‌زا باشند، نیاز به سیستم‌های حفاظتی و شیلدینگ مناسب وجود دارد، و رعایت دقیق دستورالعمل‌های ایمنی و آموزش اپراتورها برای جلوگیری از حوادث الزامی است. پیشرفت‌ها و روندهای نوین در ماشین‌کاری پرتو الکترونی با توجه به اهمیت روزافزون دقت و سرعت در صنایع پیشرفته، تحقیقات متعددی برای بهبود فرایند ماشین‌کاری پرتو الکترونی انجام شده است. | ## بخش 3: ماشین‌کاری پرتو الکترونی | یکی از مهم‌ترین پیشرفت‌ها استفاده از سیستم‌های خلا پیشرفته با پمپاژ سریع است که زمان آماده‌سازی دستگاه را کاهش داده و امکان تولید اقتصادی‌تر را فراهم می‌کند. همچنین طراحی‌های جدید تفنگ‌های الکترونی با استفاده از کاتدهای مدرن مانند هگزابورات لانتانوم (LaB6) باعث افزایش طول عمر کاتد و پایداری پرتو شده‌اند. از سوی دیگر، کنترل دیجیتال و سیستم‌های CNC پیشرفته به دستگاه‌های EBM اضافه شده است که دقت حرکت قطعه و پرتو را به طور قابل توجهی افزایش داده و امکان تولید اشکال پیچیده سه‌بعدی را فراهم می‌کند. ترکیب نرم‌افزارهای شبیه‌سازی با فرایند نیز کمک کرده است تا قبل از شروع عملیات، بهینه‌ترین پارامترها انتخاب شوند و از هدررفت انرژی و مواد جلوگیری شود. یکی دیگر از زمینه‌های مهم توسعه، تلاش برای استفاده از محیط‌های نیمه‌خلا یا حتی اتمسفری به جای خلا کامل است. در صورت موفقیت این پژوهش‌ها، هزینهٔ تجهیزات و محدودیت ابعاد قطعه به شدت کاهش خواهد یافت. | ## جمع‌بندی | همچنین تحقیقاتی برای ترکیب فناوری EBM با روش‌های دیگر مانند لیزر یا پلاسما در حال انجام است تا مزایای هر دو روش به صورت همزمان در دسترس باشد.