Electron Beam Machining (EBM) क्या है? Theory और Process Capabilities

Electron Beam Machining (EBM) एक non-traditional machining process है, जिसमें high-velocity electrons का उपयोग करके material removal किया जाता है। यह process high precision और accuracy के लिए जाना जाता है और मुख्य रूप से hard metals, thin sheets और micromachining applications में इस्तेमाल होती है।

EBM की Working Principle

EBM process का working principle kinetic energy conversion पर आधारित है। इसमें electrons को high voltage से accelerate करके focused beamkinetic energy heat energy में convert हो जाती है, जिससे localized melting और vaporization होती है और material remove हो जाता है।

Electron Beam Machining का Basic Setup

EBM system में निम्न main components होते हैं:

1. Electron Gun: High-velocity electrons generate करने के लिए electron gun का उपयोग होता है।

2. Focusing Lens: Electron beam को narrow और precise बनाने के लिए focusing lens का इस्तेमाल किया जाता है।

3. Vacuum Chamber: EBM process vacuum environment में किया जाता है ताकि electrons air molecules से collide न करें।

4. Work Table: Workpiece को hold करने के लिए adjustable table use होती है।

5. Control System: Beam current, accelerating voltage और focusing parameters को control करता है।

EBM Process Steps

1. Electron Generation: Cathode पर high voltage apply करके electrons generate किए जाते हैं।

2. Electron Acceleration: Electrons को high-speed में accelerate करने के लिए strong electric field का उपयोग होता है।

3. Beam Focusing: Magnetic focusing lens electrons को एक narrow beam में focus करती है।

4. Material Interaction: Focused beam workpiece की surface पर impact करता है, जिससे localized melting और vaporization होती है।

5. Material Removal: Vaporized material को vacuum chamber से continuously remove किया जाता है।

EBM के Process Parameters

• Accelerating Voltage: Typically 50 kV से 200 kV के बीच होता है।

• Beam Current: 200 μA से 1A तक control किया जाता है।

• Spot Size: Electron beam का diameter 0.1mm से 1mm तक होता है।

• Pulse Duration: Microseconds से milliseconds तक adjustable होती है।

• Vacuum Level: लगभग 10⁻⁵ टॉर maintain किया जाता है।

EBM की Process Capabilities

• High Precision Machining: 0.01mm तक accuracy achieve की जा सकती है।

• Small Hole Drilling: Micro holes और complex profiles बनाने के लिए suitable।

• Hard Material Machining: Tungsten, Titanium, Hastelloy जैसे hard alloys में effective।

• Minimum Heat Affected Zone: Surrounding material पर बहुत कम thermal damage होता है।

• Non-contact Machining: Tool और workpiece में direct contact नहीं होता, जिससे wear negligible है।

EBM के Advantages

• High Accuracy और Better Surface Finish

• No Tool Wear क्योंकि process non-contact है।

• Suitable for Micromachining applications।

EBM की Limitations

• High Cost: Equipment और vacuum system expensive होता है।

• Limited Material Thickness: 15mm से ज्यादा thick materials में effective नहीं है।

• Slow Material Removal Rate: Bulk machining के लिए suitable नहीं।

Conclusion

Electron Beam Machining एक advanced machining process है जो high accuracy, complex shapes और micro-scale machining applications के लिए बहुत effective है। इसकी process capabilities aerospace, electronics, medical devices और defense sectors में extensively use की जाती हैं।