Geschichte der EB-Technik
1952 gilt als die Geburtsstunde der Elektronenstrahltechnik. In diesem Jahr baute der Physiker Dr. h.c. Karl-Heinz Steigerwald die erste Elektronenstrahl-Bearbeitungsmaschine. Vieles was der heutige Wissensstand und die Vielfalt dieser Technik möglich machen, musste in jenen Jahren grundlegend erforscht und entwickelt werden.
Die Geschichte der Elektronenstrahltechnik begann mit den Versuchen der Physiker Hittorf und Crookes, die zunächst versuchten, Kathodenstrahlen in Gasen zu erzeugen (1869) und Metalle anzuschmelzen (1879). Diese Kathodenstrahlen waren eine interessante physikalische Erscheinung. Thompson (1897) und Millikan (1905) erkannten ihre Natur als „schnell bewegte Elektronen", welche durch ein elektrisches Feld im Vakuum beschleunigt worden waren.
Die Wärmeentwicklung beim Aufprall der Elektronen auf eine Gegenelektrode wurde bei den damaligen Experimenten als eher schädlich betrachtet - man versuchte den Effekt durch Kühlung zu vermeiden. Erst der Physiker Marcello von Pirani nutzte diesen thermischen Effekt. Er baute ein Gerät zum Schmelzen von Tantalpulver und anderen Metallen mittels Elektronenstrahlen. In der Folgezeit beschäftigten sich nun immer mehr Wissenschaftler mit der Technik des Elektronenstrahls, dies führte zur Entwicklung von Oszillografen und Mikroskopen. Ein Haupthindernis zu dieser Zeit war jedoch das Fehlen genügend leistungsstarker Vakuumpumpen.
Mit dem Physiker Dr. h.c. Karl-Heinz Steigerwald begann 1948 eine neue Ära in der Materialbearbeitung. Er war zu dieser Zeit mit der Weiterentwicklung der Strahlquellen mit höheren Leistungen für den Bau leistungsfähigerer Elektronenmikroskope beschäftigt. Seine Versuche, mit dem EB-Strahl als thermisches Werkzeug zum Bohren von Uhrensteinen und zum Löten, Schmelzen und Schweißen im Vakuum, waren sehr Erfolg versprechend – von da ab schritt die Entwicklung schneller voran:
- 1952 baute er die erste Elektronenstrahl-Bearbeitungsmaschine.
- 1958 verschweißte er 5 mm dickes Zircaloy stumpf miteinander und entdeckte dabei den „Tiefschweißeffekt".
- 1963 gründete er die Firma Steigerwald Strahltechnik GmbH, seit dem und bis heute befasst man sich mit der Entwicklung und dem Bau von Elektronenstrahl-Bearbeitungsmaschinen auf höchstem Niveau. Die permanente Innovationskraft des Unternehmens, von den damaligen Tagen bis heute, brachte Steigerwald Strahktechnik in den Märkten den berechtigten Zusatz „The Innovators of the Electron Beam“.
Basierend auf den grundlegenden Arbeiten Dr. Steigerwalds bei Zeiss begannen nun auch in anderen Ländern Unternehmen mit der Weiterentwicklung der EB-Elektronenstrahltechnik und dem Bau von EB-Elektronenstrahlmaschinen. Besonders früh erkannten die Firmen Hamilton Standard in den USA und Heraeus in Deutschland das Potential dieser Technologie. Beide können zusammen mit Steigerwald Strahltechnik und dem Unternehmensgründer und Erfinder der EB-Elektronenstrahltechnik Dr. h.c. Karl-Heinz Steigerwald, auf eine mehr als 40 jährige Geschichte mit ständiger Weiterentwicklung verweisen.
Heute operieren unter dem Dach der Global Beam Technologies AG die Unternehmensteile Steigerwald Strahltechnik GmbH in Maisach bei München, die PTR STRAHLTECHNIK in Langenselbold bei Frankfurt und PTR Precision Technologies INC in Enfield bei Bosten als innovativer Partner für Anwender der Elekronenstrahltechnik rund um den Globus. Historisch gesehen ist die PTR STRAHLTECHNIK aus Leybold Heraeus und die PTR Precision Technologies INC in Enfield bei Bosten aus dem Unternehmen Hamilton Standard hervorgegangen.
„Der Elektronenstrahl als Werkzeug“ ist die Geschäftsgrundlage aller Unternehmenseinheiten der Global Beam Technologies AG. Weltweit wird Elektronenstrahltechnik mit steigender Tendenz eingesetzt. Auch in der Gegenwart werden immer neue Anwendungen erschlossen und industriell eingesetzt besonders dort wo andere Strahlverfahren an ihre Grenzen kommen.
