זה לא ממש כמו לבקש "תה, ארל גריי, חם" ולשתות משקה מהביל, אבל כמעט. "אתה מתחיל עם ציור של החלק שאתה רוצה לבנות, אתה לוחץ על כפתור ויוצא החלק," אמרה קארן טינג'ר, המובילה הטכנולוגית של התוכנית הבסיסית לאווירונאוטיקה של נאס"א.
ייצור צורה חופשית של אלקטרונים או EBF3150 מייצר חלקים למטוסים - לא מזון ושתייה - ומשתמש בתהליך בנייה ידידותי לסביבה לייצור חפצי מתכת שכבות. טכניקה זו עשויה לחולל מהפכה בתעשיית התעופה וייתכן שיש לה יישומים גם לחלליות העתיד וגם לקהילה הרפואית. זה יכול לשמש לייצור חלקים קטנים ומפורטים או חתיכות מבניות גדולות של מטוסים.
EBF3150 עובד בתא ואקום, בו קרן אלקטרונים ממוקדת במקור הזנה מתמיד של מתכת, אשר נמס ואז מוחל שכבה אחר שכבה על גבי משטח מסתובב עד השלמת החלק. ציור חתך תלת ממדי מפורט של החלק מוזרק למחשב של המכשיר, ומספק מידע כיצד יש לבנות את החלק מבפנים החוצה. זה מנחה את קרן האלקטרונים ואת זרימת המתכת לייצור העצם ובונה אותו שכבה אחר שכבה.
יישומים מסחריים עבור EBF3150 כבר ידועים והפוטנציאל הפוטנציאלי שלהם כבר נבדק, אמר טינג'ר, וציין כי ייתכן שתוך מספר שנים טיסים מסוימים יעופו עם חלקים מתוצרת תהליך זה.
המתכות המשמשות חייבות להיות תואמות את קרן האלקטרונים כך שניתן יהיה לחמם אותה בזרם האנרגיה ולהפוך לזמן קצר לצורת נוזלים. אלומיניום הוא חומר אידיאלי לשימוש, אך ניתן להשתמש גם במתכות אחרות. למעשה, EBF3150 יכול להתמודד עם שני מקורות שונים של מתכת מלאי הזנה בו זמנית, או על ידי ערבובם יחד לסגסוגת ייחודית או הטמעת חומר אחד בתוך חומר אחר, כמו הכנסת גדיל זכוכית סיב אופטית בחלק אלומיניום, המאפשר מיקום של חיישנים באזורים שלא היו אפשריים קודם לכן, אמר טינג'ר.
בעוד שציוד EBF3 שנבדק על הקרקע גדול וכבד למדי, נוצרה גרסה קטנה יותר ובדיקה הוטסה בהצלחה על מטוס נאס"א המשמש לספק לחוקרים תקופות קצרות של חוסר משקל. השלב הבא הוא להטיס הדגמה של החומרה בתחנת החלל הבינלאומית, אמר טינג'ר.
צוותי בסיס ירח עתידיים יוכלו להשתמש ב- EBF3 כדי לייצר חלפים לפי הצורך, במקום להסתמך על אספקה של חלקים ששוגרו מכדור הארץ. אסטרונאוטים עשויים להיות מסוגלים לכרות מלאי הזנה מאדמת הירח, או אפילו למחזר את שלבי כלי הנחיתה המשומשים על ידי התכה שלהם.
אבל הפוטנציאל המיידי והגדול ביותר לתהליך הוא בענף התעופה, שם ניתן יהיה לייצר קטעים מבניים מרכזיים של מטוס או מעטפת למנוע סילון בכ -1,000 דולר לפאונד פחות מאמצעים קונבנציונליים, אמר טינג'ר.
המכשיר ידידותי לסביבה מכיוון שטכניקת הייצור הייחודית שלו מקטינה את כמות הפסולת. בדרך כלל בונה מטוסים עשוי להתחיל עם גוש טיטניום בגודל 6,000 פאונד ולמכנו אותו לחלק של 300 פאונד, ולהשאיר 5,700 פאונד של חומר שצריך למחזר ולהשתמש בכמה אלפי ליטרים של נוזל חיתוך המשמש בתהליך.
"עם EBF3 אתה יכול לבנות את אותו החלק באמצעות 350 קילוגרם של טיטניום ומכונה משם רק 50 פאונד כדי להכניס את החלק לתצורה הסופית שלו," אמר טינג'ר. "ותהליך EBF3 משתמש בהרבה פחות חשמל כדי ליצור את אותו החלק."
בעוד שחלקים ראשוניים לתעשיית התעופה יהיו צורות פשוטות, אך החלפת חלקים שכבר תוכננו, חלקים עתידיים שתוכננו מאפס בתהליך EBF3150 בחשבון עשויים להביא לשיפור ביעילות מנוע הסילון, קצב צריבת הדלק וחיי הרכיב.
"יש הרבה כוח בכך שאתה יכול לבנות את החלק שלך שכבה אחר שכבה מכיוון שאתה יכול להשיג חללים ומורכבות פנימיים שלא מתאפשרים עם עיבוד מכיוון גוש חומר מוצק," אמר טינג'ר.
למידע נוסף, צפו במצגת של קארן טמינגר ב- EBF3150.
מקור: נאס"א
