L’usinage par faisceau d’électrons (EBM) est un terme de métallurgie qui décrit un processus dans lequel la chaleur concentrée d’un faisceau d’électrons est utilisée pour faire fondre le métal. Le processus se déroule généralement à l’intérieur d’un vide, protégeant ainsi le métal de l’atmosphère extérieure comme le fait un flux dans les processus de soudage traditionnels. Le processus est utilisé dans une variété d’applications, y compris le soudage, le recuit et l’enlèvement de métal.
En raison de la complexité et du coût de l’équipement, par rapport à l’équipement d’usinage par faisceau laser, ce type d’usinage n’est pas devenu une clé de voûte de l’industrie et de la fabrication. Alors que les processus par faisceau d’électrons produisent une finition de surface plus lisse et des résultats plus précis que les autres processus d’usinage, le besoin d’opérateurs spécialement formés et les limitations inhérentes à l’équipement rendent l’usinage par faisceau d’électrons inapproprié pour la plupart des industries. Cet équipement est principalement utilisé dans l’industrie électronique, qui utilise la technologie pour graver les circuits des unités à microprocesseur et d’autres technologies miniaturisées.
EBM peut couper de nombreux types différents de métaux et d’alliages métalliques. Le faisceau d’électrons est hautement focalisé et produit ainsi une saignée ou une zone de coupe plus fine que de nombreuses autres méthodes thermiques. Le processus produit également une surface plus lisse sur les faces coupées qui nécessite peu ou pas de finition de surface pour le produit final.
En règle générale, l’application de soudage de ce procédé produit une chaleur très concentrée dans une chambre à vide. Ce vide sert de flux pour protéger le joint car la chaleur du processus d’usinage du faisceau fait fondre les deux pièces de métal et tout métal d’apport, permettant à ces pièces d’être assemblées. Le processus de soudage de l’usinage par faisceau d’électrons de cette manière est limité par la taille de la chambre à vide. Pour contourner cette limitation, ce type d’usinage est parfois utilisé sous une forme à ciel ouvert, appelée EBM sans vide, mais cela réduit fortement la puissance du procédé et l’épaisseur des métaux qui peuvent être efficacement travaillés.
Une troisième application de l’usinage par faisceau d’électrons est le recuit de métal et d’alliages métalliques par utilisation de chaleur. Les pièces métalliques à traiter sont placées à l’intérieur de la chambre à vide puis bombardées d’électrons à grande vitesse. Lorsque ces électrons atteignent le métal, la pièce est chauffée jusqu’à son point de fusion puis refroidie. Ce processus de chauffage et de refroidissement ramollit le métal pour le préparer à un travail ultérieur des métaux.