Не е много като да поискате „Чай, Ърл Грей, горещ“ и да пиете пара на пара, но почти. "Започвате с чертеж на частта, която искате да изградите, натискате бутон и излиза частта", казва Карън Тамингер, технологичен водещ за програмата на НАСА за фундаментална аеронавтика.
Electron Beam Freeform Fabrication или EBF3150 създава части за самолети - не за храна и напитки - и използва екологично чист процес на изработка за производство на слоести метални предмети. Тази техника би могла да направи революция в авиационната индустрия и може да има приложения и за бъдещия космически кораб, и за медицинската общност. Може да се използва за направа на малки, детайлни части или големи конструктивни части от самолети.
EBF3150 работи във вакуумна камера, където електронният лъч е фокусиран върху постоянно захранващ източник на метал, който се разтопява и след това се нанася слой по слой върху въртяща се повърхност, докато частта е завършена. Подробен триизмерен чертеж на напречното сечение на частта се подава в компютъра на устройството, като предоставя информация за това как частта трябва да бъде изградена отвътре навън. Това води електронния лъч и притока на метал за производството на обекта, изграждайки го слой по слой.
Търговските приложения за EBF3150 вече са известни и потенциалът му вече е тестван, каза Тамингер, като отбеляза, че е възможно в рамките на няколко години някои самолети да летят с части, направени по този процес.
Използваните метали трябва да са съвместими с електронния лъч, така че той да може да се нагрява от потока енергия и за кратко да се превърне в течна форма. Алуминият е идеален материал, който може да се използва, но могат да се използват и други метали. Всъщност EBF3150 може да борави с два различни източника на захранващия метал едновременно, или чрез смесването им в уникална сплав или вграждане на един материал вътре в друг, като например поставяне на кичур от оптично стъкло в алуминиева част, което позволява поставянето на сензори в области, които преди това са били невъзможни, каза Тамингер.
Докато оборудването EBF3, тествано на земята, е доста голямо и тежко, създадена е по-малка версия и успешно се тества на самолет на НАСА, който се използва, за да осигури на изследователите кратки периоди на безтегловност. Следващата стъпка е да се покаже демонстрация на хардуера на Международната космическа станция, каза Тамингер.
Бъдещите екипажи на лунната база могат да използват EBF3 за производство на резервни части, ако е необходимо, вместо да разчитат на доставка на части, изстреляни от Земята. Астронавтите може да са в състояние да изкопаят запасите от лунна почва или дори да рециклират използвани етапи за кацане, като ги разтопят.
Но непосредственият и най-голям потенциал за този процес е в авиационната индустрия, където основните структурни сегменти на самолет или обвивки за реактивен двигател биха могли да бъдат произведени с около 1000 долара на килограм по-малко от конвенционалните средства, каза Тамингер.
Устройството е екологично чисто, защото уникалната му производствена техника намалява количеството отпадъци. Обикновено самолетостроителят може да започне с 6-килограмов титаниев блок и да го сглоби до 300-килограмова част, оставяйки 5 700 паунда материал, който трябва да бъде рециклиран и да използва няколко хиляди галона режеща течност, използвана в процеса.
„С EBF3 можете да съберете една и съща част, като използвате само 350 фунта титан и да отделите само 50 паунда, за да вкарате частта в окончателната си конфигурация“, каза Тамингер. „И процесът на EBF3 използва много по-малко електроенергия, за да създаде същата част.“
Докато първоначалните части за авиационната индустрия ще бъдат прости форми, като заменят вече проектираните части, бъдещите части, проектирани от нулата, имайки предвид процеса EBF3150, биха могли да доведат до подобряване на ефективността на реактивния двигател, скоростта на изгаряне на горивото и живота на компонентите.
„Има много сила да можете да изграждате своя част слой по слой, тъй като можете да получите вътрешни кухини и сложности, които не са възможни с машинна обработка от твърд блок материали“, каза Тамингер.
За повече информация, гледайте презентацията на Karen Taminger на EBF3150.
Източник: НАСА
