Размерная обработка

Электронным лучом получают глухие и сквозные отверстия, заданные контура. Удельная мощность при размерной обработке должна обеспечивать выброс всего жидкого металла из зоны обработки.

Малые размеры сечения электронного луча как технологического инструмента определили его применение прежде всего в микроэлектронике для изготовления, например, микросхем с высокой плотностью монтажа, масок и трафаретов.

Важной особенностью процесса электроннолучевой размерной обработки является возможность перемещения электронного луча с помощью отклоняющей системы.

Режимы размерной обработки:

1. Моноимпульсный режим – отверстие получают за время действия одного импульса.

2. Многоимпульсный режим - отверстие получают при воздействии нескольких импульсов.

3. Режим обработки с перемещением электронного луча по заготовке.

Выбор режимов ЭЛО зависит от температуры плавления, теплоемкости, удельной теплоты испарения и не зависит от механических свойств (прочности, твердости, пластичности), поэтому ЭЛО применяется, в первую очередь, для обработки твердых материалов – алмаза, кварца, керамики, кремния, германия.

Обработку полостей обычно ведут в многоимпульсном режиме.

Длительность импульса τ_и=10^-7-10^-3с.

В периоды пауз между импульсами металл успевает охлаждаться, поэтому глубина прошивания не более 15-20мм.

Рис. Форма прошиваемого отверстия

Кромки имеют плавное скругление, в ряде случаев это является преимуществом, например при производстве фильер. Луч можно сфокусировать до 1мкм. Ширина паза при ЭЛО 5-10мкм.

Разновидностью размерной ЭЛО является перфорация различных материалов (т.е. получение мелких сквозных отверстий). Производительность процесса может достигать 10⁵ отверстий в секунду.

Рис.

Точность размеров и качество поверхности при ЭЛО размерной обработке зависит от материала заготовки, параметров процесса и характеристик электронной пушки.

В целом точность размеров при ЭЛО ±5мкм, шероховатость поверхности Rz=мкм.

При жестких режимах ЭЛО, когда в материале возникают значительные градиенты температур, особенно в хрупких материалах могут образовываться микротрещины. Чтобы этого избежать, заготовку нагревают перед обработкой или снижают мощность.

Размерная ЭЛО используется для получения фильер из твердых сплавов, керамики, стекла в различной формой поперечного сечения (фильеры для производства искусственных волокон). Каждое отдельное отверстие получают перемещением луча, а переход от отверстия к отверстию – перемещением стола.

Термообработка.

Виды термообработки

1. Закалка – применяется для лезвий режущего инструмента – ресурс работы повышается в 2раза по сравнению с обычной закалкой.

2. Отжиг листовых материалов – позволяет улучшить пластичность и очистить поверхность от газов.

Оборудование для эло

Для каждого отдельного процесса ЭЛО (сварки, плавки, испарения, размерной обработки) используются специализированные устройства, которые могут сильно отличаться по своим параметрам. Но все они имеют два основных комплекса:

1. Электромеханический комплекс: рабочая камера, вакуумная система, системы позиционирования и перемещения заготовки. Этот комплекс предназначен для выполнения всех операций, не связанных непосредственно с формированием электронного луча.

2. Энергетический комплекс – электронная пушка с блоком питания и блоком управления лучом, предназначен для формирования потока электронов и управления его параметрами.