Obrábanie elektrónovým lúčom

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie
Prejsť na: navigácia, hľadanie

Obrábanie elektrónovým lúčom je založené na pôsobení vysokej energie koncentrovaného žiarenia elektrónov, ktoré je sústredené na veľmi malú plochu. Elektrónové žiarenie sa šíri štvrtinovou až polovičnou rýchlosťou svetla, takže ma vysokú kinetickú energiu, ktorá sa pri dopade žiarenia na obrobok premieňa na tepelnú energiu. Následkom toho je materiál obrobku odparovaný.

Princíp[upraviť | upraviť zdroj]

Zdrojom zväzku elektrónov je volfrámové alebo tantalové vlákno ohriate približne na 2 500 °C. Tento katódový žiarič je napájaný z generátora vysokého napätia 30 až 150 kV. Elektróny vytvárajú zväzok, ktorý prechádza otvorom v anóde.

Elektrónový lúč sa formuje a zaostruje pomocou magnetických šošoviek na plochu s priemerom niekoľko tisícin milimetra. Vychyľovanie zväzku elektrónov pri zhotovovaní tvarových dier sa dosahuje vychyľovacou cievkou. Pohybovať sa môže tiež obrobok.

Obrobok je uložený vo vákuovej komore s vysokým vákuom 1,33 x (10−9 až 10−11) Pa, pretože výkon žiarenia by vo vzduchu veľmi poklesol. V komore musí byť upínací a posuvový mechanizmus k nastaveniu polohy obrobku.

Využitie[upraviť | upraviť zdroj]

Celkový príkon stroja býva asi 5 kVA. Priemer zväzku elektrónov v mieste pôsobenia na obrobok je v rozmedzí 0,0025 až 0,01 mm. Koncentrácia energie dosahuje hodnoty 5 MW.mm−2. Pretože je energia dodávaná v impulzoch trvajúcich asi 10 – 5 s, nie je šírka pásma tavenia kovu väčšia než priemer zväzku elektrónov, takže sa materiál pri obrábaní v blízkosti pásma obrábania neohrieva. Pri obrábaní ocele zväzkom elektrónov možno dosiahnuť šírku rezu 0,01 mm pri hĺbke rezu 1 mm a pri rýchlosti posuvu 20 mm.s−1. Elektrónovým lúčom sa môžu vŕtať hlboké otvory s priemerom niekoľko stotín alebo desatín milimetra s toleranciou niekoľko tisícin milimetra.

Elektrónovým lúčom sa obrábajú najmä tvrdé syntetické materiály s vysokou teplotou tavenia, kovy ako tantal, titán, molybdén, volfrám a spekané karbidy, ďalej najtvrdšie elektricky nevodivé materiály ako je keramika, kremeň, sklo a iné, bez zreteľa na ich mechanické vlastnosti.

Týmto spôsobom však možno rezať, vŕtať alebo gravírovať povrch takmer všetkých materiálov. Používa sa na zhotovovanie dier a štrbín v kovových fóliách, k výrobe miniatúrnych vrstvových odporov, na obrábanie a vŕtanie masívnych telies, výrobe hubíc pre priemysel umelých vlákien atď.