Elektronenstrahl
Die Bearbeitung von Metallen mit einem Elektronenstrahl hat eine lange Geschichte: Im Jahr 1879 demonstrierte Sir William Crookes erstmals, dass diese Technologie Metall schmelzen kann.
Der Tiefschweißeffekt des Elektronenstrahls wurde 1957 entdeckt.
Ständige Innovationen machen die Elektronenstrahltechnologie zu einer modernen Produktionsmethode. Ein breites Aufgabenspektrum kann abgedeckt werden – präziser, produktiver und wirtschaftlicher in unterschiedlichen Märkten und Branchen.
Der in Echtzeit CNC-gesteuerte, stabile Elektronenstrahl schweißt Metalle mit minimiertem Energieeintrag und Verzug ohne Zusatzwerkstoff. Dies erzeugt tiefe Schweißnähte mit einer schmalen Wärmeeinflusszone in mechanisch bearbeiteten Teilen. Im Vergleich zu einem Laser bietet er eine energieeffiziente Strahlquelle mit schneller Strahlablenkung. Unabhängig von der Wellenlänge koppelt der Partikelstrahl in optisch reflektierende Oberflächen eines breiten Spektrums von Metallen und sogar Kupfer oder Aluminium ein.
Eigenschaften und Vorteile:
- Sehr präzise Steuerung des Elektronenstrahls
- Reduktion von Produktionsprozessschritten möglich
- Konstante Qualitätssicherung mit höchster Wiederholgenauigkeit
- Erweiterte Konstruktions- und Designmöglichkeiten
- Erhebliche Verbesserung der metallurgischen Eigenschaften durch Bearbeitung im Vakuum
- Großer Leistungsbereich verfügbar
Elektronenstrahl - Technologie
Vielseitige Strahleigenschaften und nahezu trägheitsfreie Strahlauslenkung
Multi-Bad
Multi-Prozess
Nahtverfolgung
- Extrem hohe Leistungsdichte bis zu 107W/cm2 im Brennpunkt
- Vielfältige Möglichkeiten zur Anwendung des Elektronenstrahls in einem Produktionslauf:
Multi-Bad, Multi-Prozess, Nahtverfolgung, Oberflächenbehandlung und Bildgebung
- Breites Anwendungsspektrum in einer Maschine: Schweißen, Bohren, Beschichten und Oberflächenbehandlung
- Vielseitiges Portfolio an Maschinen und Anlagen:
Universaltyp, Indexiertyp, Produktionszellen und kontinuierliche Bandschweißmaschinen
- Hohe Energieeffizienz:
Die Elektronenstrahlbearbeitung setzt im Vergleich zum Laserstrahlschweißen und zu anderen Schweißverfahren deutlich mehr Eingangsleistung in Strahlleistung um
Elektronenstrahlbearbeitungssystem werden vollautomatisch betrieben und liefern eine extrem kontrollierte Bearbeitungsumgebung innerhalb der Vakuumkammer.
Diese Eigenschaften unterstützen die Präzision und die hervorragenden metallurgischen Eigenschaften der bearbeiteten Materialien und Werkstücke, die höchsten Qualitätsanforderungen entsprechen.
Anwendungen
Elektronenstrahl - Systeme & Optionen
Vielseitige Lösungen für die Elektronenstrahlbearbeitung ergänzt um unsere Dienstleistungen
Elektronenstrahl - Zusatzinformationen
Merkmale und Vorteile:
- Sehr präzise Steuerung des Elektronenstrahls:
Vollumfängliche Kontrolle von Energiedichte, Fokus, Position und fast trägheitsfreier Bewegung ermöglicht eine hohe Bearbeitungsgeschwindigkeit, präzise und schmale Bearbeitungsbereiche, minimalen Wärmeeintrag in das Werkstück sowie sehr geringen Verzug des Werkstücks. - Reduktion von Produktionsprozessschritten möglich:
Minimale oder keine Nachbearbeitung notwendig. Signifikante Steigerung der Produktivität und Reduzierung der Gesamtkosten möglich. - Konstante Qualitätssicherung mit höchster Wiederholgenauigkeit:
Vollautomatische Bearbeitung mit vollständiger Rückverfolgbarkeit und vollständige Aufzeichnung der Produktionsparameter je Werkstück. - Erweiterte Konstruktions- und Gestaltungsmöglichkeiten:
Neben Stahllegierungen auch für feuerfeste Legierungen und artfremde Materialien einsetzbar sowie Reduzierung von Volumen und Masse des Werkstücks. - Vakuumbedingungen verbessern die metallurgischen Eigenschaften deutlich:
Es werden keine Hilfsmittel (z. B. Schutzgase etc.) benötigt, um das Schmelzbad oder Schweißbad vor Oxidation zu schützen. Darüber hinaus hat das Vakuum einen sehr positiven Einfluss auf die metallurgischen Eigenschaften der Schweißnaht und vermeidet die Entstehung von Poren. - Großer Leistungsbereich verfügbar:
Optimale Anpassung an die Anforderungen der Anwendung.
Herausforderungen der Elektronenstrahlbearbeitung:
Um die Möglichkeiten der Elektronenstrahlbearbeitung optimal zu nutzen, ist es vorteilhaft, sich im Vorfeld auch mit den möglichen Nachteilen dieser Technologie auseinanderzusetzen.
- Vakuumbedingungen:
Um minimale Evakuierungszeiten zu gewährleisten, sind die Dimensionierung der Pumpen sowie die Sauberkeit von Werkstück und Vakuumkammer entscheidend. Die Evakuierungszeit muss bei der Beurteilung der Gesamtproduktivität berücksichtigt werden. - Magnetismus:
Der Elektronenstrahl kann durch den Restmagnetismus des Werkstückmaterials oder der Vorrichtung leicht abgelenkt werden. Durch eine Justierung des Elektronenstrahls kann dieser Effekt bis zu einem gewissen Grad kompensiert werden. Des Weiteren kann eine Entmagnetisierung des Werkstücks vor dem Einbringen in die Vakuumkammer vorgenommen und automatisiert werden.