Электронно-лучевое изготовление произвольной формы
 | в этой статье Использование внешних ссылок может не соответствовать политике и рекомендациям Википедии . ( Октябрь 2023 г. ) |
Электронно-лучевое изготовление произвольной формы ( ЭЛП) 3 ) — это процесс аддитивного производства , позволяющий создавать детали, имеющие форму, близкую к чистой . Для этого требуется гораздо меньше сырья и финишной обработки, чем для традиционных методов производства. ЕБФ 3 осуществляется в вакуумной камере, где электронный луч фокусируется на постоянно подающем источнике металла, который плавится и наносится в соответствии с требованиями трехмерного послойного рисунка - по одному слою - поверх вращающейся металлической подложки до тех пор, пока часть завершена.
История
[ редактировать ]Использование электронно-лучевой сварки для аддитивного производства было впервые разработано Вивеком Даве в 1995 году в рамках его докторской диссертации в Массачусетском технологическом институте . [1] Этот процесс получил название «электронно-лучевое изготовление твердых тел произвольной формы» (EBSFF). Команда Исследовательского центра НАСА в Лэнгли (LaRC) под руководством Карен Тамингер разработала этот процесс, назвав его изготовлением произвольной формы электронным лучом (EBF). 3 ). [2] [3] ЕБФ 3 — это запатентованный НАСА процесс аддитивного производства, предназначенный для изготовления деталей почти идеальной формы, требующий меньшего количества сырья и финишной обработки, чем традиционные методы производства. ЕБФ 3 это процесс, с помощью которого НАСА планирует создавать металлические детали в условиях невесомости ; В этом аддитивном процессе используется электронный луч и твердая проволока для изготовления металлических деталей . Будущие астронавты, дислоцированные на Луне или Марсе, возможно, смогут использовать EBF3 для производства запасных частей на месте, а не полагаться на детали, запускаемые с Земли, и, возможно, даже добывать сырье из окружающих почв. По мнению экспертов NASA LaRC, наибольший потенциал для этой процедуры имеет авиационная промышленность, поскольку необходимо добиться значительного прогресса в сокращении побочных продуктов механической обработки. Обычно производитель самолетов начинает с титанового блока весом 6000 фунтов и использует тысячи литров смазочно-охлаждающей жидкости, чтобы уменьшить его до предмета весом 300 фунтов, в результате чего остается 5700 фунтов материала, который необходимо переработать. По словам Тамингера: «С помощью EBF3 вы можете создать ту же деталь, используя всего 350 фунтов титана, и обработать всего 50 фунтов, чтобы получить деталь в ее окончательную конфигурацию. А процесс EBF3 требует гораздо меньше электроэнергии для создания той же детали». [4]
Процесс
[ редактировать ]Операционная концепция EBF 3 заключается в создании металлической детали почти чистой формы непосредственно из файла системы автоматизированного проектирования (САПР). Современные методы компьютерной обработки начинаются с модели САПР и используют постпроцессор для написания инструкций обработки ( G-код ), определяющих траектории режущего инструмента, необходимые для изготовления детали. ЕБФ 3 использует аналогичный процесс, начиная с модели САПР, численно разбивая ее на слои, а затем используя постпроцессор для написания G-кода, определяющего путь осаждения и параметры процесса для EBF. 3 оборудование. [5] Он использует сфокусированный электронный луч в вакууме для создания ванны расплава на металлической подложке. Поверхность подложки перемещает луч, в то время как металлическая проволока подается в ванну расплава. Осадок затвердевает сразу после прохождения электронного луча, обладая достаточной структурной прочностью, чтобы поддерживать себя. Последовательность повторяется методом добавления слоев для получения детали почти готовой формы, требующей только чистовой обработки. ЕБФ 3 Процесс масштабируется для компонентов размером от долей дюйма до десятков футов, что ограничивается главным образом размером вакуумной камеры и количеством доступного сырья для проволоки. [6]
См. также.
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Даве, Вивек Рамеш (1995). Изготовление материалов с помощью электронного пучка (ЭЛ) (Диссертация). Массачусетский технологический институт. hdl : 1721.1/11505 .
- ^ Тамингер, Карен (19 января 2023 г.). «Исследовательские ворота — Карен Тамингер» . Research Gate — Публикации Карен Тамингер . Проверено 19 января 2023 г.
- ^ Штаб-квартира, Лилиан Гипсон: НАСА (6 марта 2015 г.). «Из ничего, что-то: один слой за раз» . НАСА . Проверено 20 января 2023 г.
- ^ Дэйв, Вивек (октябрь 2008 г.). «Изготовление материалов с помощью электронного луча (ЭЛ)» (PDF) . ntrs.nasa.gov . Проверено 7 ноября 2022 г.
- ^ Штаб-квартира, Лилиан Гипсон: НАСА (6 марта 2015 г.). «Из ничего, что-то: один слой за раз» . НАСА . Проверено 7 ноября 2022 г.
- ^ Группа, SAE Media (август 2005 г.). «Портативная электронно-лучевая система изготовления произвольной формы» . www.techbriefs.com . Проверено 7 ноября 2022 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Видео: EBF3 – Изготовление произвольной формы электронным лучом
- Изготовление электронно-лучевой формы произвольной формы для получения экономически эффективной формы, близкой к чистой
- Из ничего, что-то: один слой за раз
- Электронно-лучевая система изготовления произвольной формы
- Устройство, подобное репликатору «Звездного пути», находится в разработке