什么叫电子束加工?
电子束加工是利用高能量的会聚电子束的热效应或电离效应对材料进行的加工。例如对材料表面进行热处理、焊接、刻蚀、钻孔、熔炼或直接使材料升华。
电子束的特点是功率密度大,能在瞬间将能量传给工件。电子束的能量和位置可以用电磁场精确和迅速地调节,实现计算机控制。
在微电子工艺中,电子束曝光是一种重要的亚微米加工技术,通过控制电子束辐照光致抗蚀剂的特定位置,以形成极精细的图形。它在大规模集成电路和微波半导体器件的生产中已得到应用。
延伸阅读
电子束接枝技术是什么意思?
意思是将高能电子束作为加工热源,用高能量密度的电子束轰击焊件接头处的金属 ,使其快速熔融 ,然后迅速冷却来达到焊接的目的。
电子束焊接因具有不用焊条、不易氧化、工艺重复性好及热变形量小的优点而广泛应用于航空航天、原子能、国防及军工、汽车和电气电工仪表等众多行业。电子束焊接的基本原理是电子枪中的阴极由于直接或间接加热而发射电子,该电子在高压静电场的加速下再通过电磁场的聚焦就可以形成能量密度极高的电子束,用此电子束去轰击工件,巨大的动能转化为热能,使焊接处工件熔化,形成熔池,从而实现对工件的焊接。
电子束功率比一般功率高多少倍?
100倍~1000倍
电子束功率密度比普通电弧功率密度高100倍~1000倍。
目前电子束设备的功率最大可达100-200kW,能量利用率是激光束的8~9倍,能耗为高频加热的1/2;加热和冷却速度快,热影响区小,工件变形小,加工可在真空状态下进行,减少了氧化、脱碳,表面质量高,节省了后续机加工量;电子束加工定位准确,参数易于调节,可严格控制表面改性位置、深度及性能。
特种加工的分类?
特种加工方法加工:
1电火花加工:a成型加工b线切割工 能量形式:电能,热能 作用原理:熔化,气化 特种加工方法加工:
2电化学加工:a电解加工b电解磨削c电铸,电镀 能量形式:
a电化学能b电化学机械能c电化学能 作用原理:a阳极溶解b阳极溶解,磨削c阴极沉积特种加工方法加工:
3激光加工:a切割,打孔b表面改性 能量形式:光能,热能 作用原理:a熔化,气化b熔化,相变特种加工方法加工:
4电子束加工:a切割b打孔 能量形式:电能,热能 作用原理:熔化,气化特种加工方法加工:
5离子束加工:a刻蚀b镀膜 能量形式:电能,动能 作用原理:原子撞击特种加工方法加工:
6超声加工:a切割b打孔 能量形式:声能,机械能 作用原理:磨料高频撞击
主要的特种加工方法有哪些?
主要的特种加工方法有电火花、激光、电子束、 离子束、电加工、 超声波、数控等。
1、电火花
电火花加工是利用工具电极与工件电极之间脉冲性的火花放电,产生瞬时高温将金属蚀除。又称放电加工、电蚀加工、电脉冲加工。
2、激光
国外激光加工设备和工艺发展迅速,现已拥有100kW的大功率CO?2激光器、kW级高光束质量的Nd:YAG固体激光器,有的可配上光导纤维进行多工位、远距离工作。
3、电子束
电子束加工技术在国际上日趋成熟,应用范围广。
4、 离子束
表面功能涂层具有高硬度、耐磨、抗蚀功能,可显著提高零件的寿命,在工业上具有广泛用途。
5、 电加工
国外电解加工应用较广,除叶片和整体叶轮外已扩大到机匣、盘环零件和深小孔加工,用电解加工可加工出高精度金属反射镜面。
6、 超声波
7、数控
传统的机械加工都是用手工操作普通机床作业的,加工时用手摇动机械刀具切削金属,靠眼睛用卡尺等工具测量产品的精度的。
ebf是什么工艺?
EBF是 电子束自由成形制造技术工艺。
EBF(Electron beam freeform fabrication)电子束自由成形制造,该工艺起初为美国NASA 兰利研究中心开发,其合同商Sciaky 是当前该工艺开发方面的领先公司,目前已经加入DARPA“创新金属加工- 直接数字化沉积(CIMP-3D)”中心的研究。该工艺的研究主要用于航空航天领域。
电子束自由成形(EBF)是一种采用电子束作为热源,利用离轴金属丝建造零件的工艺。采用该增材制造工艺制造的近净成形零件需要通过减材工艺进行后续的精加工。
电子束和离子束加工为什么在真空环境下?
1、离子束加工的基本原理 所谓离子束抛光,就是把惰性气体氩、氮等放在真空瓶中,用高频电磁振荡或放电等方法对阴极电流加热,使之电离成为正离子,再用5千至10万伏高电压对这些正离子加速,使它们具有一定的能量。
利用电子透镜聚焦,将它们聚焦成一细束,形成高能量密度离子流,在计算机的控制下轰击放在真空室经过精磨的工件表面,从其表面把工件物质一个原子一个原子地溅射掉。用这种方法对工件表面进行深度从100埃到10微米左右的精密加工。2、等离子体加工的基本原理 等离子体加工又称为等离子弧加工,是利用电弧放电使气体电离成过热的等离子气体流束,靠局部熔化及气体去除材料的。等离子体又被成为物质的第四种状态。等离子体是高温电离的气体,它由气体原子或分子在高温下获得能量电离之后,理解成带正电荷的离子和带负电荷的自由电子,整体的正负离子数目和正负电荷仍相等,因此称为等离子体,具有极高的能量密度。
数控电加工方法可分为?
电火花加工、电化学加工、电子束加工、离子束加工、等离子弧加工等。
电火花加工又称放电加工,简称EDM,是通过工具电极和工件之间不断产生脉冲性的火花放电,靠放电时局部瞬时产生高温把金属蚀除下来的一种加工方法。
电化学加工是通过电解溶液与金属离子溶解加工。
电子束加工是焊接过程中的一种溶化、气化加工。离子束加工是蚀刻注入进行原子撞击的一种动能加工。
等离子弧加工是喷镀过程通过涂覆热能熔化的一种加工方法。
电子束加工和离子束加工在原理上和应用范围上有何异同?
1、加工原理不同。电子束和离子束的加工原理相似,都是发生碰撞效应和注入效应,从而实现加工,而激光加工是热效应的原理。
2、加工装置不同。电子束和离子束相似,都是通过电子枪装置将电子和离子打出从而对材料进行加工,而激光器是由激光器、电源等组成,与电子和离子不同。
3、加工范围不同。电子束加工范围一般适用于表面,离子束加工作用于材料的内部,而激光加工则适用范围较广,应用广。激光加工技术主要有以下独特的优点:1、使用激光加工,生产效率高,质量可靠,经济效益。2、可以通过透明介质对密闭容器内的工件进行各种加工;在恶劣环境或其他人难以接近的地方,可用机器人进行激光加工。3、激光加工过程中无“刀具”磨损,无“切削力”作用于工件。
4、可以对多种金属、非金属加工,特别是可以加工高硬度、高脆性及高熔点的材料。
5、激光束易于导向、聚焦实现作各方向变换,极易与数控系统配合、对复杂工件进行加工,因此它是一种极为灵活的加工方法。
6、无接触加工,对工件无直接冲击,因此无机械变形,并且高能量激光束的能量及其移动速度均可调,因此可以实现多种加工的目的。
7、激光加工过程中,激光束能量密度高,加工速度快,并且是局部加工,对非激光照射部位没有或影响极小,因此,其热影响区小,工件热变形小,后续加工量小。