Δεν είναι σαν να ζητάς "Τσάι, Earl Grey, ζεστό" και να έχεις ένα ποτό στον ατμό, αλλά σχεδόν. «Ξεκινάτε με ένα σχέδιο του τμήματος που θέλετε να δημιουργήσετε, πατάτε ένα κουμπί και βγαίνει το μέρος», δήλωσε η Karen Taminger, η κορυφαία τεχνολογία για το βασικό πρόγραμμα αεροναυτικής της NASA.
Το Electron Beam Freeform Fabrication ή το EBF3150 δημιουργεί ανταλλακτικά για αεροπλάνα - όχι για φαγητό και ποτό - και χρησιμοποιεί μια φιλική προς το περιβάλλον διαδικασία κατασκευής για την κατασκευή μεταλλικών αντικειμένων με στρώσεις. Αυτή η τεχνική θα μπορούσε να φέρει επανάσταση στην αεροπορική βιομηχανία και μπορεί να έχει εφαρμογές για το μελλοντικό διαστημικό σκάφος και την ιατρική κοινότητα επίσης. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή μικρών, λεπτομερών εξαρτημάτων ή μεγάλων δομικών τεμαχίων αεροπλάνων.
Το EBF3150 λειτουργεί σε ένα θάλαμο κενού, όπου μια δέσμη ηλεκτρονίων εστιάζεται σε μια συνεχώς τροφοδοτούμενη πηγή μετάλλου, η οποία τήκεται και στη συνέχεια εφαρμόζεται στρώμα με στρώση πάνω από μια περιστρεφόμενη επιφάνεια έως ότου ολοκληρωθεί το τμήμα. Ένα λεπτομερές τρισδιάστατο σχέδιο διατομής του εξαρτήματος τροφοδοτείται στον υπολογιστή της συσκευής, παρέχοντας πληροφορίες σχετικά με τον τρόπο κατασκευής του εξαρτήματος από μέσα προς τα έξω. Αυτό καθοδηγεί τη δέσμη ηλεκτρονίων και και την εισροή μετάλλου για την παραγωγή του αντικειμένου, δημιουργώντας το στρώμα ανά στρώμα.
Οι εμπορικές εφαρμογές για το EBF3150 είναι ήδη γνωστές και οι δυνατότητές της έχουν ήδη δοκιμαστεί, δήλωσε ο Taminger, σημειώνοντας ότι είναι πιθανό, μέσα σε λίγα χρόνια, ορισμένα αεροσκάφη να πετούν με ανταλλακτικά κατασκευασμένα από αυτήν τη διαδικασία.
Τα μέταλλα που χρησιμοποιούνται πρέπει να είναι συμβατά με τη δέσμη ηλεκτρονίων έτσι ώστε να μπορούν να θερμανθούν από το ρεύμα της ενέργειας και να μετατραπούν σύντομα σε υγρή μορφή. Το αλουμίνιο είναι ένα ιδανικό υλικό για χρήση, αλλά και άλλα μέταλλα μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν. Στην πραγματικότητα, το EBF3150 μπορεί να χειριστεί ταυτόχρονα δύο διαφορετικές πηγές μετάλλου ζωοτροφών, είτε αναμειγνύοντάς τα μαζί σε ένα μοναδικό κράμα είτε ενσωματώνοντας ένα υλικό μέσα σε ένα άλλο, όπως την εισαγωγή ενός κλώνου από γυαλί οπτικών ινών μέσα σε ένα τμήμα αλουμινίου, επιτρέποντας την τοποθέτηση αισθητήρων σε περιοχές που ήταν αδύνατες στο παρελθόν, είπε ο Taminger.
Ενώ ο εξοπλισμός EBF3 που δοκιμάστηκε στο έδαφος είναι αρκετά μεγάλος και βαρύς, δημιουργήθηκε μια μικρότερη έκδοση και δοκιμάστηκε με επιτυχία σε ένα τζετ της NASA που χρησιμοποιείται για να παρέχει στους ερευνητές σύντομες περιόδους χωρίς βάρος. Το επόμενο βήμα είναι να πετάξετε μια επίδειξη του υλικού στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό, είπε ο Taminger.
Τα μελλοντικά πληρώματα σεληνιακής βάσης θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν το EBF3 για την κατασκευή ανταλλακτικών όπως απαιτείται, αντί να βασίζονται σε μια προμήθεια ανταλλακτικών που εκτοξεύονται από τη Γη. Οι αστροναύτες μπορεί να είναι σε θέση να εξορύξουν ζωοτροφές από το σεληνιακό έδαφος, ή ακόμα και να ανακυκλώσουν τα χρησιμοποιημένα στάδια των προσγειωμένων σκαφών λιώνοντας τους.
Αλλά το άμεσο και μεγαλύτερο δυναμικό για τη διαδικασία είναι στον κλάδο των αερομεταφορών όπου μεγάλα δομικά τμήματα ενός αεροσκάφους, ή περιβλήματα για έναν κινητήρα τζετ, θα μπορούσαν να κατασκευαστούν για περίπου 1.000 $ ανά λίβρα λιγότερο από τα συμβατικά μέσα, δήλωσε ο Taminger.
Η συσκευή είναι φιλική προς το περιβάλλον επειδή η μοναδική τεχνική κατασκευής μειώνει την ποσότητα των αποβλήτων. Κανονικά, ένας κατασκευαστής αεροσκαφών μπορεί να ξεκινήσει με ένα μπλοκ τιτανίου των 6.000 λιβρών και να το κατεβάσει σε ένα μέρος 300 λιβρών, αφήνοντας 5.700 κιλά υλικού που πρέπει να ανακυκλωθεί και χρησιμοποιώντας αρκετές χιλιάδες γαλόνια υγρού κοπής που χρησιμοποιούνται στη διαδικασία.
«Με το EBF3 μπορείτε να δημιουργήσετε το ίδιο μέρος χρησιμοποιώντας μόνο 350 κιλά τιτανίου και μηχανή μόνο 50 κιλά για να πάρετε το μέρος στην τελική του διαμόρφωση», δήλωσε ο Taminger. "Και η διαδικασία EBF3 χρησιμοποιεί πολύ λιγότερη ηλεκτρική ενέργεια για να δημιουργήσει το ίδιο μέρος."
Ενώ τα αρχικά ανταλλακτικά για την αεροπορική βιομηχανία θα είναι απλά σχήματα, αντικαθιστώντας τα εξαρτήματα που έχουν ήδη σχεδιαστεί, τα μελλοντικά εξαρτήματα που έχουν σχεδιαστεί από το μηδέν λαμβάνοντας υπόψη τη διαδικασία EBF3150 θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε βελτιώσεις στην απόδοση του κινητήρα τζετ, στον ρυθμό καύσης καυσίμου και στη διάρκεια ζωής των εξαρτημάτων.
«Υπάρχει μεγάλη δύναμη στο να μπορείς να χτίσεις το στρώμα σου από στρώμα, γιατί μπορείς να πάρεις εσωτερικές κοιλότητες και πολυπλοκότητες που δεν είναι δυνατές με τη μηχανική κατεργασία από ένα συμπαγές υλικό», είπε ο Taminger.
Για περισσότερες πληροφορίες, παρακολουθήστε την παρουσίαση της Karen Taminger στο EBF3150.
Πηγή: NASA
