Non è come richiedere "Tè, Earl Grey, caldo" e far apparire una bevanda fumante, ma quasi. "Si inizia con un disegno della parte che si desidera costruire, si preme un pulsante ed esce la parte", ha dichiarato Karen Taminger, responsabile della tecnologia per il programma di base dell'aeronautica della NASA.
Electron Beam Freeform Fabrication o EBF3150 crea parti per aeroplani - non cibi e bevande - e utilizza un processo di costruzione rispettoso dell'ambiente per fabbricare oggetti metallici stratificati. Questa tecnica potrebbe rivoluzionare l'industria aeronautica e potrebbe avere applicazioni anche per il futuro veicolo spaziale e per la comunità medica. Può essere utilizzato per realizzare parti piccole e dettagliate o grandi pezzi strutturali di aeroplani.
EBF3150 funziona in una camera a vuoto, dove un fascio di elettroni è focalizzato su una fonte di metallo costantemente alimentata, che viene fusa e quindi applicata strato per strato sulla parte superiore di una superficie rotante fino a quando la parte non è completa. Un disegno tridimensionale dettagliato della parte viene inserito nel computer del dispositivo, fornendo informazioni su come la parte dovrebbe essere costruita dall'interno verso l'esterno. Questo guida il fascio di elettroni e l'afflusso di metallo per produrre l'oggetto, costruendolo strato per strato.
Le applicazioni commerciali per EBF3150 sono già note e il suo potenziale già testato, ha detto Taminger, sottolineando che è possibile che, entro pochi anni, alcuni aerei voleranno con parti realizzate con questo processo.
I metalli utilizzati devono essere compatibili con il fascio di elettroni in modo che possano essere riscaldati dal flusso di energia e trasformati brevemente in forma liquida. L'alluminio è un materiale ideale da utilizzare, ma possono essere usati anche altri metalli. In effetti, EBF3150 è in grado di gestire contemporaneamente due diverse fonti del metallo di alimentazione, miscelandole insieme in una lega unica o incorporando un materiale all'interno di un altro, ad esempio inserendo un filo di vetro a fibre ottiche all'interno di una parte in alluminio, consentendo il posizionamento di sensori in aree precedentemente impossibili, ha affermato Taminger.
Mentre l'apparecchiatura EBF3 testata sul terreno è abbastanza grande e pesante, è stata creata una versione più piccola e testato con successo su un jet della NASA utilizzato per fornire ai ricercatori brevi periodi di assenza di gravità. Il prossimo passo è volare una dimostrazione dell'hardware sulla Stazione Spaziale Internazionale, ha detto Taminger.
I futuri equipaggi della base lunare potrebbero usare EBF3 per fabbricare i pezzi di ricambio secondo necessità, piuttosto che fare affidamento su una fornitura di pezzi lanciati dalla Terra. Gli astronauti potrebbero essere in grado di estrarre il materiale di alimentazione dal suolo lunare o persino riciclare le fasi delle imbarcazioni da sbarco usate sciogliendole.
Ma il potenziale immediato e più grande per il processo è nell'industria aeronautica in cui i principali segmenti strutturali di un aereo di linea, o involucri per un motore a reazione, potrebbero essere prodotti per circa $ 1.000 per libbra in meno rispetto ai mezzi convenzionali, Taminger ha detto.
Il dispositivo è ecologico perché la sua tecnica di produzione unica riduce la quantità di rifiuti. Normalmente un costruttore di velivoli potrebbe iniziare con un blocco di 6.000 libbre di titanio e ridurlo a una parte di 300 libbre, lasciando 5.700 libbre di materiale che deve essere riciclato e utilizzando diverse migliaia di galloni di fluido da taglio utilizzato nel processo.
"Con EBF3 puoi costruire la stessa parte usando solo 350 libbre di titanio e allontanare solo 50 libbre per ottenere la parte nella sua configurazione finale", ha detto Taminger. "E il processo EBF3 utilizza molta meno elettricità per creare la stessa parte."
Mentre le parti iniziali per l'industria aeronautica avranno forme semplici, sostituendo parti già progettate, le parti future progettate da zero tenendo presente il processo EBF3150 potrebbero portare a miglioramenti nell'efficienza del motore a reazione, nella velocità di combustione del carburante e nella durata dei componenti.
"C'è molta potenza nel riuscire a costruire la tua parte strato per strato perché puoi ottenere cavità interne e complessità che non sono possibili con la lavorazione da un solido blocco di materiale", ha detto Taminger.
Per ulteriori informazioni, guarda la presentazione di Karen Taminger sull'EBF3150.
Fonte: NASA
