Studiul comparativ pentru prelucrarea dimensională prin eroziune cu jet de electroni

I. Generalităţi

Prelucrarea materialelor prin procedee speciale, bazate pe alte principii decât procedeele clasice a fost denumită prelucrare neconvenţională, sau specială.

Prelucrările neconvenţionale sunt definite ca fiind acele procedee care îndeplinesc cel puţin una dintre condiţiile:

- sunt eficiente pentru prelucrarea unor materiale cu proprietăţi deosebite (de

exemplu cu duritate mare, sau casante etc.);

- permit obţinerea cu mare precizie a unor suprafeţe speciale ca formă, dimensiuni, rugozitate (cu microasperităţi);

- se aplică în medii speciale, ionizate sau nu, la presiuni mari sau vid.

Cele mai multe procedee se bazează pe îndepărtarea de microaşchii din semifabricat, de dimensiunile a zecimi până la miimi de mm, ca urmare a fenomenelor de eroziune. Se utilizează un agent eroziv, care poate fi un sistem fizico-chimic complex, capabil să cedeze energie direct suprafeţei de prelucrat, sau mediului de lucru. Energia transferată poate fi electrică, electrochimică, electromagnetică, chimică, termică, sau mecanică şi contribuie la distrugerea integrităţii materialului de prelucrat, până se ajunge la dimensiunile şi calitatea dorită a suprafeţelor piesei.

Alte procedee neconvenţionale se aplică la găurirea, filetarea, tăierea, sau sudarea

unor piese. Aşadar, prelucrările neconvenţionale pot fi clasificate astfel:

1. Prelucrări cu microaşchii:

a. Prelucrări prin electroeroziune:

• prin scântei;

• prin impulsuri;

• prin contact.

b. Prelucrări electrochimice:

• spaţiale;

• de finisare.

c. Prelucrări prin abraziune:

• aşchiere cu micropulberi;

• cu ultrasunete;

• cu jet abraziv.

d. Prelucrări combinate:

• anodomecanice;

• electroabrazive;

• ultra-abrazive;

• electrojet.

2. Găurirea cu fascicol de electroni acceleraţi

3. Filetarea cu plasmă

4. Tăierea:

• cu laser

• cu fascicol de electroni acceleraţi

• cu plasmă

5. Sudarea:

• cu laser

• cu fascicol de electroni acceleraţi

Printre procedeele tehnologice cele mai recente, cele mai moderne se numără şi folosirea fascicolului de electroni pentru topirea, găurirea, sudarea, evaporarea şi rafinarea metalelor. Procedeul s-a extins foarte repede în multe domenii industriale.

Metodele de prelucrare bazate pe efectul termic al fascicolelor accelerate de electroni sunt dezvoltate pe măsura extinderii unor ramuri noi ale industriei: microelectronica, micanica fină, optica, inginerie aerospaţială. Aceste metode elimină dezavantajee metodelor clasice de prelucrare datorate durităţii materialelor, dimensiunilor şi preciziei de prelucrare, compelxităţii formelor pieselor.

II. Principiul metodei

Sursele de particule încărcate sunt dispositive care provoacă eliberarea particulelor de sarcină din substanţa neutră. Particulele încărcate, electronii şi ionii pozitivi, folosite în procesul de accelerare sunt dirijate printr-un canal de extracţie în accelerator sau în sistemul de transport care formează fascicolul de electroni.

Electronii se pot obţine prin:

o Emisia termoelectronică a substanţelor solide

o Emisia autoelectronică

o Emisia secundară

o Emisia fotoelectrică

Prelucrarea unei piese cu ajutorul emisie de electroni necesită concentrarea acestora într-un fascicol dirijat către piesă şi accelerarea lor în spaţiu dintre catodul emisiv şi anod, care poate fi chiar piesa de prelucrat.