Изготовление электронно-лучевой свободной формы ( EBF 3 ) — это процесс аддитивного производства , который создает детали, близкие по форме к заданной . Он требует гораздо меньше сырья и финишной обработки, чем традиционные методы производства. EBF 3 выполняется в вакуумной камере, где электронный луч фокусируется на постоянно подающемся источнике металла, который расплавляется и наносится, как требуется трехмерным послойным рисунком — один слой за раз — поверх вращающейся металлической подложки , пока деталь не будет завершена.
Использование электронно-лучевой сварки для аддитивного производства было впервые разработано Вивеком Дэйвом в 1995 году в рамках его докторской диссертации в Массачусетском технологическом институте . [1] Процесс назывался электронно-лучевым твердым свободным изготовлением (EBSFF). Команда в Исследовательском центре NASA в Лэнгли (LaRC) под руководством Карен Таминджер разработала процесс, назвав его электронно-лучевым свободным изготовлением (EBF 3 ). [2] [3] EBF 3 — это запатентованный NASA процесс аддитивного производства, разработанный для создания деталей, близких к заданной форме, требующих меньше сырья и финишной обработки, чем традиционные методы производства. EBF 3 — это процесс, с помощью которого NASA планирует создавать металлические детали в условиях невесомости ; этот послойно-аддитивный процесс использует электронный луч и твердую проволочную заготовку для изготовления металлических деталей. Будущие астронавты, размещенные на Луне или Марсе, смогут использовать EBF3 для производства запасных частей на месте, а не полагаться на детали, запущенные с Земли, возможно, даже добывая сырье из окружающих почв. Авиационная промышленность имеет наибольший потенциал для этой процедуры, говорят эксперты из NASA LaRC, поскольку необходимо добиться значительного прогресса в сокращении отходов обработки. Обычно производитель самолетов начинает с 6000-фунтового блока титана и использует тысячи литров смазочно-охлаждающей жидкости, чтобы уменьшить его до 300-фунтового изделия, оставляя 5700 фунтов материала, который необходимо переработать. По словам Тамингера, «с EBF3 вы можете создать ту же самую деталь, используя всего 350 фунтов титана, и обработать всего 50 фунтов, чтобы получить деталь в ее окончательной конфигурации. И процесс EBF3 использует гораздо меньше электроэнергии для создания той же детали». [4]
Операционная концепция EBF 3 заключается в создании металлической детали, близкой к заданной форме, непосредственно из файла автоматизированного проектирования (САПР). Текущие методы автоматизированной обработки начинаются с модели САПР и используют постпроцессор для написания инструкций по обработке ( G-кода ), определяющих траектории режущего инструмента, необходимые для изготовления детали. EBF 3 использует аналогичный процесс, начиная с модели САПР, численно уменьшая ее в слои, а затем используя постпроцессор для написания G-кода, определяющего траекторию осаждения и параметры процесса для оборудования EBF 3. [5] Он использует сфокусированный электронный луч в вакуумной среде для создания расплавленной ванны на металлической подложке. Поверхность подложки транслирует луч, в то время как металлическая проволока подается в расплавленную ванну. Депозит затвердевает сразу после прохождения электронного луча, имея достаточную структурную прочность, чтобы поддерживать себя. Последовательность повторяется в послойно-аддитивной манере для производства детали, близкой к заданной форме, требующей только финишной обработки. Процесс EBF 3 масштабируется для компонентов размером от долей дюйма до десятков футов, что ограничивается главным образом размером вакуумной камеры и количеством доступного исходного материала проволоки. [6]
{{cite web}}: |last=имеет общее название ( помощь )