Это не совсем то, что просить «Чай, Эрл Грей, горячий» и выпить парящий напиток, но почти. «Вы начинаете с чертежа той части, которую хотите построить, нажимаете кнопку, и из нее получается деталь», - сказала Карен Тамингер, технический руководитель программы НАСА по фундаментальной аэронавтике.
Компания Electron Beam Freeform Fabrication или EBF3150 создает детали для самолетов - не еду и напитки - и использует экологически безопасный процесс строительства для изготовления слоистых металлических предметов. Этот метод может революционизировать авиационную отрасль и может найти применение для будущего космического корабля и медицинского сообщества. Он может быть использован для изготовления маленьких, детализированных деталей или больших конструктивных деталей самолетов.
EBF3150 работает в вакуумной камере, где электронный пучок фокусируется на постоянно подаваемом источнике металла, который плавится и затем наносится слой за слоем поверх вращающейся поверхности, пока деталь не будет готова. Подробный трехмерный чертеж поперечного сечения детали подается в компьютер устройства, предоставляя информацию о том, как деталь должна быть изготовлена изнутри. Это направляет электронный луч и приток металла, чтобы создать объект, создавая его слой за слоем.
Коммерческие приложения для EBF3150 уже известны, и его потенциал уже проверен, сказал Тамингер, отметив, что в течение нескольких лет некоторые самолеты будут летать с деталями, изготовленными в результате этого процесса.
Используемые металлы должны быть совместимы с электронным пучком, чтобы он мог нагреваться потоком энергии и кратковременно превращаться в жидкую форму. Алюминий является идеальным материалом для использования, но можно использовать и другие металлы. Фактически, EBF3150 может обрабатывать два разных источника металла исходного материала одновременно, либо смешивая их вместе в уникальный сплав, либо встраивая один материал внутри другого, например вставляя прядь из стекловолокна в алюминиевую деталь, Taminger сказал, что позволяет размещать датчики в местах, которые раньше были невозможны.
Несмотря на то, что оборудование EBF3, испытанное на земле, довольно большое и тяжелое, была создана уменьшенная версия, которая успешно прошла испытания на самолете НАСА, который используется для обеспечения исследователей краткими периодами невесомости. По словам Тамингера, следующим шагом будет демонстрация оборудования на Международной космической станции.
Будущие экипажи лунной базы могли бы использовать EBF3 для производства запасных частей по мере необходимости, а не полагаться на поставку деталей, запущенных с Земли. Астронавты могут добывать исходный материал из лунного грунта или даже перерабатывать использованные ступени десантного корабля, плавя их.
Но непосредственный и наибольший потенциал этого процесса связан с авиационной промышленностью, где основные конструкционные сегменты авиалайнера или корпуса для реактивного двигателя могут быть изготовлены примерно на 1000 долларов за фунт меньше, чем обычные средства, сказал Тамингер.
Устройство является экологически чистым, поскольку его уникальная технология производства позволяет сократить количество отходов. Обычно авиастроитель может начать с блока из 6000 фунтов титана и довести его до 300-фунтовой детали, оставив 5700 фунтов материала, который необходимо переработать, и использовать несколько тысяч галлонов смазочно-охлаждающей жидкости, используемой в процессе.
«С EBF3 вы можете собрать одну и ту же деталь, используя только 350 фунтов титана, и обработать всего 50 фунтов, чтобы получить деталь в ее окончательной конфигурации», - сказал Тамингер. «И процесс EBF3 использует гораздо меньше электроэнергии для создания той же детали».
Хотя исходные детали для авиационной промышленности будут иметь простую форму, заменяя уже разработанные детали, будущие детали, разработанные с нуля с учетом процесса EBF3150, могут привести к повышению эффективности реактивного двигателя, скорости сгорания топлива и срока службы компонентов.
«Возможность многократно наращивать свою деталь за слоем, потому что вы можете получить внутренние полости и сложности, которые невозможны при обработке из твердого блока материала», - сказал Тамингер.
Для получения дополнительной информации смотрите презентацию Карен Тамингер на EBF3150.
Источник: НАСА
