No es como pedir "Té, Earl Grey, caliente" y que aparezca una bebida humeante, pero casi. "Comienzas con un dibujo de la pieza que quieres construir, presionas un botón y sale la pieza", dijo Karen Taminger, líder de tecnología del Programa de Aeronáutica Fundamental de la NASA.
Electron Beam Freeform Fabrication o EBF3150 crea piezas para aviones, no alimentos y bebidas, y utiliza un proceso de construcción respetuoso con el medio ambiente para fabricar objetos metálicos en capas. Esta técnica podría revolucionar la industria de la aviación y también podría tener aplicaciones para las futuras naves espaciales y la comunidad médica. Se puede utilizar para hacer piezas pequeñas y detalladas o grandes piezas estructurales de aviones.
EBF3150 funciona en una cámara de vacío, donde un haz de electrones se enfoca en una fuente de metal que se alimenta constantemente, que se funde y luego se aplica capa por capa sobre una superficie giratoria hasta que se completa la pieza. Un dibujo en sección transversal tridimensional detallado de la pieza se introduce en la computadora del dispositivo, proporcionando información sobre cómo se debe construir la pieza de adentro hacia afuera. Esto guía el haz de electrones y la entrada de metal para producir el objeto, construyéndolo capa por capa.
Las aplicaciones comerciales para EBF3150 ya se conocen y su potencial ya se ha probado, dijo Taminger, señalando que es posible que, dentro de unos años, algunos aviones estén volando con piezas hechas por este proceso.
Los metales utilizados deben ser compatibles con el haz de electrones para que la corriente de energía pueda calentarlo y convertirlo brevemente en forma líquida. El aluminio es un material ideal para usarse, pero también se pueden usar otros metales. De hecho, el EBF3150 puede manejar dos fuentes diferentes del metal de alimentación al mismo tiempo, ya sea mezclándolas en una aleación única o incrustando un material dentro de otro, como insertar una hebra de fibra óptica de vidrio dentro de una pieza de aluminio, permitiendo la colocación de sensores en áreas que antes eran imposibles, dijo Taminger.
Si bien el equipo EBF3 probado en el terreno es bastante grande y pesado, se creó una versión más pequeña y se probó con éxito en un avión de la NASA que se utiliza para proporcionar a los investigadores breves períodos de ingravidez. El siguiente paso es hacer una demostración del hardware en la Estación Espacial Internacional, dijo Taminger.
Las futuras tripulaciones de la base lunar podrían usar EBF3 para fabricar piezas de repuesto según sea necesario, en lugar de depender de un suministro de piezas lanzadas desde la Tierra. Los astronautas podrían extraer el material de alimentación del suelo lunar, o incluso reciclar las etapas de la nave de desembarco derritiéndolas.
Pero el potencial inmediato y más grande para el proceso está en la industria de la aviación, donde los principales segmentos estructurales de un avión de pasajeros, o las cubiertas de un motor a reacción, podrían fabricarse por alrededor de $ 1,000 por libra menos que los medios convencionales, dijo Taminger.
El dispositivo es ecológico porque su técnica de fabricación única reduce la cantidad de residuos. Normalmente, un fabricante de aviones puede comenzar con un bloque de titanio de 6,000 libras y mecanizarlo a una parte de 300 libras, dejando 5,700 libras de material que necesita ser reciclado y usando varios miles de galones de fluido de corte utilizado en el proceso.
"Con EBF3 puedes construir la misma parte usando solo 350 libras de titanio y maquinar solo 50 libras para llevar la parte a su configuración final", dijo Taminger. "Y el proceso EBF3 usa mucha menos electricidad para crear la misma parte".
Si bien las piezas iniciales para la industria de la aviación serán formas simples, reemplazando las piezas ya diseñadas, las piezas futuras diseñadas desde cero con el proceso EBF3150 en mente podrían conducir a mejoras en la eficiencia del motor a reacción, la tasa de consumo de combustible y la vida útil de los componentes.
"Hay mucho poder en la construcción de su parte capa por capa porque puede obtener cavidades internas y complejidades que no son posibles con el mecanizado de un bloque sólido de material", dijo Taminger.
Para obtener más información, vea la presentación de Karen Taminger en el EBF3150.
Fuente: NASA
