इलेक्ट्रॉन-बीम योगात्मक विनिर्माण

इलेक्ट्रॉन-बीम योगात्मक विनिर्माण, या इलेक्ट्रॉन-बीम मेल्टिंग (ईबीएम) धातु के घटकों के लिए योगात्मक विनिर्माण या 3 डी प्रिंटिग का प्रकार है। कच्चे माल (धातु पाउडर या तार) को वैक्यूम के नीचे रखा जाता है और इलेक्ट्रॉन बीम द्वारा गर्म करके साथ जोड़ा जाता है। यह प्रौद्योगिकी चयनात्मक लेजर सिंटरिंग से भिन्न है क्योंकि कच्चा माल प्रत्येक प्रकार से पिघल जाता है।

धातु पाउडर आधारित प्रणाली
ऊष्मा स्रोत के रूप में इलेक्ट्रॉन बीम का उपयोग करके धातु पाउडर को ठोस द्रव्यमान में संगठित किया जा सकता है। उच्च वैक्यूम में इलेक्ट्रॉन बीम के साथ, धातु के पाउडर को परत दर परत पिघलाकर भागों का निर्माण किया जाता है।

यह पाउडर बेड विधि लक्ष्य सामग्री की विशेषताओं के साथ धातु पाउडर प्रत्येक प्रकार से घने धातु भागों का उत्पादन करती है। EBM मशीन 3D CAD मॉडल से डेटा पढ़ती है और पाउडर सामग्री की क्रमिक परतें बिछाती है। कंप्यूटर नियंत्रित इलेक्ट्रॉन बीम का उपयोग करके इन परतों को साथ पिघलाया जाता है। इस प्रकार यह भागों का निर्माण करता है। प्रक्रिया वैक्यूम के तहत होती है, जो ऑक्सीजन के लिए उच्च आत्मीयता के साथ प्रतिक्रियाशील सामग्री में भागों के निर्माण के लिए उपयुक्त बनाती है, उदा। टाइटेनियम। इस प्रक्रिया को उच्च तापमान (1000 डिग्री सेल्सियस तक) पर संचालित करने के लिए जाना जाता है, जो जमने और ठोस-अवस्था चरण परिवर्तन के माध्यम से चरण निर्माण में अंतर पैदा कर सकता है। मिश्रण के विपरीत, पाउडर फीडस्टॉक सामान्यतः पूर्व-मिश्रित होता है। वह पहलू चयनात्मक लेजर मेल्टिंग (एसएलएम) के साथ ईबीएम के वर्गीकरण की अनुमति देता है, जहां चयनात्मक लेजर सिंटरिंग और डायरेक्ट मेटल लेजर सिंटरिंग जैसी प्रतिस्पर्धी तकनीकों को निर्माण के बाद थर्मल उपचार की आवश्यकता होती है। SLM और DMLS की तुलना में, EBM की उच्च ऊर्जा घनत्व और स्कैनिंग विधि के कारण सामान्यतः बेहतर निर्माण दर है।

 File:Arcam_S12.jpg|बॉक्स S12 File:Arcam_A2.jpg|मैं आ खींचता हूं File:Arcam_Q10.jpg|बॉक्स Q10 File:Arcam_Powder_Recovery_System.jpg|EBM योज्य निर्माण में प्रयुक्त धातु पाउडर को पुनः प्राप्त करने के लिए प्रणाली 

अनुसंधान विकास
ओआरएनएल द्वारा हालिया काम प्रकाशित किया गया है, जिसमें Inconel में स्थानीय क्रिस्टेलोग्राफिक अनाज अभिविन्यास को नियंत्रित करने के लिए ईबीएम प्रौद्योगिकी के उपयोग का प्रदर्शन किया गया है। अत्याधुनिक इन-सीटू तकनीक द्वारा ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप में परीक्षण के बाद, EBM Inconel मिश्र धातु को गढ़ा Inconel मिश्र धातु की तुलना में समान यांत्रिक गुण प्रदर्शित करने के लिए सिद्ध किया गया है। अन्य उल्लेखनीय विकासों ने तांबे, जैसे मिश्र धातुओं से भागों का उत्पादन करने के लिए प्रक्रिया मापदंडों के विकास पर ध्यान केंद्रित किया है। नाइओबियम, एल्यूमीनियम, थोक धातु कांच, स्टेनलेस स्टील, और टाइटेनियम aluminide। वर्तमान में EBM के लिए व्यावसायिक सामग्रियों में टाइटेनियम, Ti-6Al-4V, शामिल हैं। कोबाल्ट क्रोम, इनकॉनल, और inconel।

मेटल वायर-आधारित प्रणाली
अन्य दृष्टिकोण भाग बनाने के लिए सतह पर वेल्डिंग तार को पिघलाने के लिए इलेक्ट्रॉन बीम का उपयोग करना है। यह फ्यूज़्ड डेपोसिशन मॉडलिंग की सामान्य 3डी प्रिंटिंग प्रक्रिया के समान है, लेकिन प्लास्टिक के बजाय धातु के साथ। इस प्रक्रिया के साथ, इलेक्ट्रॉन-बीम गन धातु के फीडस्टॉक को पिघलाने के लिए उपयोग किया जाने वाला ऊर्जा स्रोत प्रदान करता है, जो सामान्यतः तार होता है। इलेक्ट्रॉन बीम अत्यधिक कुशल शक्ति स्रोत है जो विद्युत चुम्बकीय कॉइल्स का उपयोग करके हजारों हर्ट्ज में अच्छी तरह से ध्यान केंद्रित और विक्षेपित किया जा सकता है। विशिष्ट इलेक्ट्रॉन-बीम वेल्डिंग प्रणाली में उच्च शक्ति की उपलब्धता होती है, जिसमें 30- और 42-किलोवाट प्रणाली  सबसे आम हैं। इलेक्ट्रॉन बीम के साथ धातु के घटकों का उपयोग करने का प्रमुख लाभ यह है कि प्रक्रिया 1 के उच्च-निर्वात वातावरण में आयोजित की जाती है। Torr या अधिक, संदूषण-मुक्त कार्य क्षेत्र प्रदान करता है जिसमें सामान्यतः लेजर और चाप-आधारित प्रक्रियाओं के साथ उपयोग की जाने वाली अतिरिक्त अक्रिय गैसों के उपयोग की आवश्यकता नहीं होती है। ईबीडीएम के साथ, फीडस्टॉक सामग्री को इलेक्ट्रॉन बीम द्वारा बनाए गए पिघला हुआ पूल में खिलाया जाता है। कंप्यूटर संख्यात्मक नियंत्रण (सीएनसी) के उपयोग के माध्यम से, पिघला हुआ पूल सब्सट्रेट प्लेट पर स्थानांतरित हो जाता है, जहां सामग्री को लगभग शुद्ध आकार का उत्पादन करने के लिए आवश्यक होता है। वांछित 3D आकार का उत्पादन होने तक यह प्रक्रिया परत-दर-परत फैशन में दोहराई जाती है। निर्मित किए जा रहे भाग के आधार पर, जमाव दर तक हो सकती है 200 in3 घंटे से। टाइटेनियम जैसे हल्के मिश्र धातु के साथ, यह वास्तविक समय की जमाव दर में बदल जाता है 40 lb घंटे से। इंजीनियरिंग मिश्र धातुओं की विस्तृत श्रृंखला ईबीडीएम प्रक्रिया के अनुकूल है और मौजूदा आपूर्ति आधार से वेल्डिंग तार के रूप में आसानी से उपलब्ध है। इनमें शामिल हैं, लेकिन स्टेनलेस स्टील्स, कोबाल्ट मिश्र धातु, निकल मिश्र धातु, तांबा निकल मिश्र धातु, टैंटलम, टाइटेनियम मिश्र धातु, साथ ही साथ कई अन्य उच्च मूल्य वाली सामग्री तक सीमित नहीं हैं।

बाजार
इस तकनीक के साथ टाइटेनियम मिश्र धातुओं का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जो इसे मेडिकल इम्प्लांट बाजार के लिए उपयुक्त विकल्प बनाता है।

सीई-प्रमाणित कूल्हे का प्रतिस्थापन दो यूरोपीय आर्थोपेडिक इम्प्लांट निर्माताओं, एडलर ऑर्थो और लीमा कॉर्पोरेट द्वारा 2007 से ईबीएम के साथ श्रृंखला उत्पादन में हैं।

यूएस इंप्लांट निर्माता Exactech को EBM तकनीक से निर्मित एसिटाबुलर कप के लिए FDA की मंजूरी भी मिली है।

एयरोस्पेस और अन्य अत्यधिक मांग वाले यांत्रिक अनुप्रयोगों को भी लक्षित किया जाता है, रदरफोर्ड (रॉकेट इंजन) देखें।

EBM प्रक्रिया को टाइटेनियम एल्युमिनाइड में भागों के निर्माण के लिए विकसित किया गया है और वर्तमान में गैस-टरबाइन इंजनों के लिए γ-TiAl में टरबाइन ब्लेड के उत्पादन के लिए Avio|Avio SpA और General Electric Aviation द्वारा विकसित किया जा रहा है। संयुक्त राज्य अमेरिका में पहली ईबीएम मशीन उत्तरी कैरोलिना स्टेट यूनिवर्सिटी में औद्योगिक और प्रणाली इंजीनियरिंग विभाग द्वारा रखी गई है।

यह भी देखें

 * 3 डी प्रिंटिग
 * इलेक्ट्रॉन-बीम प्रौद्योगिकी
 * इलेक्ट्रॉन-बीम वेल्डिंग

अग्रिम पठन

 * Manufacturing Engineering and Technology Fifth Edition. Serope Kalpakjian.

बाहरी संबंध

 * Watch and Learn about electron beam melting
 * Engineer's Handbook
 * Automotive DesignLine
 * Arcam process presentation (pdf)
 * Direct Manufacturing: ARCAM, Video Describing EBM Process
 * Open Source Electron beam additive manufacturing