Se ei ole aivan kuin pyytäisi teetä, Earl Grey, kuumaa ja höyryttävän juoman ilmestyminen, mutta melkein. "Aloitat piirustuksella rakennettavasta osasta, painat painiketta ja ulos tulee osa", kertoi Karen Taminger, NASAn perustavanlaatuisen ilmailuohjelman teknologiajohtaja.
Electron Beam Freeform Fabrication tai EBF3150 luo lentokoneiden osia - ei ruokaa ja juomaa - ja käyttää ympäristöystävällistä rakennusprosessia kerrostettujen metalliesineiden valmistukseen. Tämä tekniikka voi mullistaa ilmailuteollisuuden, ja sillä voi olla sovelluksia myös tulevaisuuden avaruusaluksille ja lääkäreille. Sitä voidaan käyttää pienten, yksityiskohtaisten osien tai suurten lentokoneiden rakennekappaleiden valmistukseen.
EBF3150 toimii tyhjiökammiossa, jossa elektronisuihku keskittyy jatkuvasti syöttävään metallilähteeseen, joka sulatetaan ja levitetään sitten kerros kerroksittain pyörivän pinnan päälle, kunnes osa on valmis. Laitteen tietokoneeseen syötetään yksityiskohtainen kolmiulotteinen osan poikkileikkauspiirros, joka antaa tietoa siitä, kuinka osa tulisi rakentaa sisältäpäin. Tämä ohjaa elektronisuihkua ja metallin virtausta esineen tuottamiseksi, rakentamalla sitä kerros kerrokselta.
EBF3150: n kaupalliset sovellukset ovat jo tiedossa ja sen potentiaali on jo testattu, Taminger totesi, että on mahdollista, että muutaman vuoden kuluessa jotkut lentokoneet lentävät tällä prosessilla valmistetuilla osilla.
Käytettyjen metallien on oltava yhteensopivia elektronisuihkun kanssa, jotta niitä voidaan kuumentaa energiavirralla ja hetkeksi muuttaa nesteeksi. Alumiini on ihanteellinen käytettävä materiaali, mutta myös muita metalleja voidaan käyttää. Itse asiassa EBF3150 pystyy käsittelemään raaka-ainemetallin kahta erilaista lähdettä samanaikaisesti joko sekoittamalla ne yhteen ainutlaatuiseen seokseen tai upottamalla yksi materiaali toisen sisälle, kuten esimerkiksi lisäämällä kuituoptisen langan alumiiniosan sisään, mahdollistaen anturien sijoittamisen alueille, jotka olivat ennen mahdotonta, Taminger sanoi.
Vaikka kentällä testatut EBF3-laitteet ovat melko suuria ja painavia, pienempi versio luotiin ja testi menestyi menestyksekkäästi NASA-suihkulla, jota käytetään tarjoamaan tutkijoille lyhyitä painottomuuden aikoja. Seuraava askel on lentää kansainvälisen avaruusaseman laitteistoesittely, Taminger sanoi.
Tulevat kuunpohjajoukot voisivat käyttää EBF3: ta tarvittaessa varaosien valmistukseen sen sijaan, että luottaisivat maapallolta lähtevien osien toimitukseen. Astronautit saattavat pystyä kaivomaan rehuainetta kuun maaperästä tai jopa kierrättämään käytettyjä purkamisaluksia vaiheita sulattamalla ne.
Mutta välitön ja suurin prosessin potentiaali on ilmailuteollisuudessa, jossa lentokoneen tärkeimmät rakenteelliset segmentit tai suihkumoottorikotelot voitaisiin valmistaa noin 1000 dollaria puntaa kohti vähemmän kuin perinteiset keinot, Taminger sanoi.
Laite on ympäristöystävällinen, koska sen ainutlaatuinen valmistustekniikka vähentää jätteiden määrää. Normaalisti lentokoneen valmistaja voi aloittaa 6000 punnan titaaniosalla ja koneistaa sen alas 300 punnan osaan, jolloin jätetään 5700 puntaa materiaalia, joka on kierrätettävä ja jossa käytetään useita tuhansia galloneita leikkausnestettä prosessissa.
"EBF3: n avulla voit rakentaa saman osan käyttämällä vain 350 puntaa titaania ja koneistaa vain 50 puntaa saadaksesi osan lopulliseen kokoonpanoonsa", Taminger sanoi. "Ja EBF3-prosessi käyttää paljon vähemmän sähköä saman osan luomiseen."
Vaikka ilmailualan alkuperäiset osat ovat yksinkertaisia muotoja, korvaamalla jo suunnitellut osat, tulevat tyhjästä suunnitellut osat EBF3150-prosessia ajatellen voivat parantaa suihkumoottorin tehokkuutta, polttoaineen palamisnopeutta ja komponenttien käyttöikää.
"Osien kerros kerros kerrallaan pystyy rakentamaan paljon voimaa, koska kiinteistä materiaaleista saat sisäisiä onteloita ja monimutkaisuuksia, jotka eivät ole mahdollista työstämällä", Taminger sanoi.
Katso lisätietoja Karen Tamingerin EBF3150-esityksestä.
Lähde: NASA
