Fabricación de forma libre por haz de electrones

Originally posted 2018-10-07 22:36:23.

La fabricación de forma libre por haz de electrones (EBF 3 ) es un proceso de fabricación aditivo que construye piezas de forma casi neta que requieren menos materia prima y mecanizado de acabado que los métodos de fabricación tradicionales. Utiliza un haz de electrones enfocado en un entorno de vacío para crear una piscina fundida sobre un sustrato metálico.

Historia
El Centro de Investigación Langley de la NASA (LaRC) originó el desarrollo de tecnología (EBF 3 ).El proceso de fabricación aditiva fue desarrollado y diseñado principalmente por Karen Taminger, ingeniera de investigación de materiales para la NASA LaRC. EBF 3 es un proceso de fabricación de aditivos patentado por la NASA diseñado para construir piezas de forma casi neta que requieren menos materia prima y mecanizado de acabado que los métodos de fabricación tradicionales. EBF 3es un proceso mediante el cual la NASA planea construir piezas metálicas en entornos de gravedad cero; este proceso de capa aditiva utiliza un haz de electrones y un material de alimentación de alambre sólido para fabricar estructuras metálicas. Las eficiencias de proceso del haz de electrones y la materia prima hacen que el proceso EBF 3 sea ​​apropiado para el uso en el espacio. Desde el año 2000, un equipo de investigadores de la NASA LaRC ha liderado la investigación y el desarrollo fundamentales de esta técnica para la fabricación de aditivos para estructuras aeroespaciales metálicas. La fabricación aditiva abarca procesos en los que las partes se construyen agregando material sucesivamente en lugar de cortarlo o triturándolo como en el mecanizado convencional. La fabricación aditiva es una consecuencia de las técnicas de creación rápida de prototipos, como la estereolitografía, desarrollada por primera vez para piezas de plástico no estructurales hace más de 30 años.

Proceso
El concepto operacional de EBF 3 es construir una parte metálica de forma casi neta directamente desde un archivo de diseño asistido por computadora (CAD). Las prácticas actuales de mecanizado asistido por computadora comienzan con un modelo CAD y usan un posprocesador para escribir las instrucciones de mecanizado (código G) que definen las trayectorias de herramienta de corte necesarias para hacer la pieza. EBF 3 usa un proceso similar, comenzando con un modelo CAD, dividiéndolo numéricamente en capas, luego usando un post-procesador para escribir el código G que define la ruta de deposición y los parámetros de proceso para el equipo EBF 3 . Utiliza un haz de electrones enfocado en un entorno de vacío para crear una piscina fundida sobre un sustrato metálico. La viga se traslada con respecto a la superficie del sustrato, mientras que el alambre de metal se alimenta a la piscina fundida. El depósito se solidifica inmediatamente después de que el haz de electrones haya pasado, teniendo suficiente resistencia estructural para sostenerse. La secuencia se repite de manera aditiva en capas para producir una parte de forma casi neta que solo requiere un mecanizado final. El proceso EBF 3 es escalable para componentes de fracciones de una pulgada a decenas de pies de tamaño, limitado principalmente por el tamaño de la cámara de vacío y la cantidad de material de alimentación de alambre disponible.