Elektronenstrahlschmelzen

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(Selektives) Elektronenstrahlschmelzen ((Selective) Electron Beam Melting, (S)EBM) oder auch Elektronenstrahlsintern ist ein Verfahren zur Herstellung von metallischen Bauteilen aus dem Pulverbett. Es gehört zu den generativen Fertigungsverfahren.

Durch einen Elektronenstrahl als Energiequelle wird ein Metallpulver gezielt aufgeschmolzen, wodurch kompakte Bauteile nahezu beliebiger Geometrie direkt aus den Konstruktionsdaten hergestellt werden können. Hierzu wird, ähnlich dem Selektiven Laserschmelzen, abwechselnd eine Pulverlage mit einer Rakel auf die vorherige aufgebracht und mittels Elektronenstrahl punktuell geschmolzen. Auf diese Weise wird das gewünschte Bauteil schichtweise generiert.

Beim selektiven Laserschmelzen (SLM) wird der Schmelzstrahl mechanisch gesteuert, wohingegen beim Elektronenstrahlschmelzen der Schmelzstrahl im Vakuum über ein Magnetfeld (und damit trägheitsfrei) abgelenkt wird. Hierdurch sind theoretisch höhere Prozessgeschwindigkeiten beim EBM im Vergleich zum SLM möglich.

Verglichen mit traditionellen Fertigungsverfahren wie Gießen, Sintern oder Schmieden ergeben sich mehrere Vorteile. Dazu zählen:

  • Große geometrische Gestaltungsfreiheit
  • Verkürzung der Zeitspanne zwischen Entwicklung und Markteinführung
  • Höhere Werkstoffeffizienz
  • Keine Kosten für bauteilspezifische Werkzeuge, Formen, Kerne oder dergleichen
  • Wirtschaftliche Produktion von Prototypen und/oder Kleinserien

Gegenüber den traditionellen generativen Fertigungsverfahren ergeben sich unter anderem folgende Nachteile:

  • Relativ hohe Anfangsinvestitionen
  • Relativ langsame Fertigung von Bauteilen
  • Keine wirtschaftliche Produktion von Großserien
  • Das verhältnismäßig geringe Bauvolumen des Gerätes begrenzt die maximal möglichen Abmessungen des Bauteils
  • Der EBM-Prozess erzeugt eine höhere Dichte an Materialfehlern, was z.B. zu geringerer Materialfestigkeit führt

Größter Anbieter von EBM-Anlagen und Inhaber der Marke EBM ist die schwedische Firma Arcam AB.[1]

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Stefan Lutzmann: Beitrag zur Prozessbeherrschung des Elektronenstrahlschmelzens, Herbert Utz Verlag, München 2011, ISBN 978-3-8316-4070-6

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Wertpapierverkaufsprospekt der SLM Solutions Group AG, 25. April 2014, Seite 146.