Elektronstrålesmältning (EBM) är en teknik där en maskindel tillverkas genom att smälta lager på lager av pulver för att bilda önskad form. Denna snabba tillverkningsmetod använder en elektronstråle i vakuum för att producera den nödvändiga temperaturen för att smälta pulvret. Delar konstruerade på detta sätt är vanligtvis kända för att ha mer önskvärda fysiska egenskaper än delar konstruerade med andra metoder.
För att bygga upp en komponent genom elektronstrålesmältning placeras materialet som ska bearbetas i en vakuumkammare. Storleken på denna kammare bestämmer den maximala möjliga storleken på den färdiga delen. Elektroner emitteras sedan från en glödtråd och accelereras till ungefär halva ljusets hastighet. Magnetiska fält fokuserar och riktar strålen till de nödvändiga platserna. När elektronerna kolliderar med pulverpartiklar omvandlas deras kinetiska energi till termisk energi och värmer därigenom pulvret.
Eftersom balken endast påverkar ett mycket grunt område vid materialets yta byggs delen upp lager för lager. Datorer används vanligtvis för att styra strålens plats och vistelse, även om en operatör som övervakar processen ibland kommer att justera den. Tredimensionella datorstödda designscheman ger den dimensionsinformation som krävs för att rikta strålen.
EBM kallas ofta för en typ av snabb tillverkningsmetod känd som additiv tillverkning. Sådana processer levererar exakta mängder energi och material till exakta platser för att utveckla den önskade strukturen. Istället för att använda en form för att definiera delens form, använder additiv tillverkningsteknik en tredimensionell digital ritning för att specificera dess form.
Metaller är de mest typiska materialen som används för att konstruera komponenter med elektronstrålsmältning. Andra material används emellertid ibland, såsom keramik och keramiska metallkompositer. Elektronstrålesmältning är särskilt lämplig för användning med material som reagerar med syre eftersom tillverkningen sker i en vakuumkammare.
Det finns ett antal fördelar förknippade med elektronstrålesmältning. Tack vare den höga energinivån möjliggör denna teknik hög smältkapacitet och hög produktivitet. EBM kan producera komponenter med extremt komplexa geometrier. Resulterande delar är i allmänhet kända för sin extremt höga densitet och brist på hålrum i strukturen.
De extremt höga temperaturer som vanligtvis är involverade i processen producerar ofta metalldelar med liknande metallurgiska egenskaper som värmebehandlade komponenter. Till exempel har produkter enligt denna metod i allmänhet högre hållfasthet och liten eller ingen restspänning jämfört med produkter från andra tillverkningsmetoder. Detta minskar ofta produktionstiden genom att undvika ytterligare värmebehandlingsoperationer när delen väl har byggts.
Komponenter tillverkade med elektronstrålsmältning finns i en mängd olika applikationer. Dess lämplighet för användning med reaktiva titanlegeringar gör att elektronstrålesmältning ofta används för att konstruera lättviktskomponenter av titan som medicinska implantat. Känd för att producera delar med hög hållfasthet och god metallurgisk kvalitet, används den också ofta för att producera högpresterande delar. Till exempel används den för att tillverka sådana föremål som turbinblad för flygtillämpningar och fordonsramar som används inom motorsport.