Трёхмерная печать из металла для космических миссий

5 октября 2009 г.

Учёные NASA из Исследовательского центра Ленгли в Хэмптоне (Langley Research Center in Hampton), Виргиния, вплотную подошли к созданию любых желаемых предметов из необработанного сырья в процессе так называемого производства свободных форм с помощью электронного луча (Electron Beam Freeform Fabrication, EBF3). Вскоре технология должна отправиться на Международную космическую станцию для тестирования.

Расплавленный электронным лучом металл укладывается слоями на подготовленную поверхность

Процесс EBF3 происходит в вакуумной камере, где пучок электронов фокусируется на источнике металла, непрерывно подаваемого к лучу. Последний плавит металл над вращающейся поверхностью, укладывая его слоями в соответствии с 3D-моделью объекта. Процесс продолжается до полного формирования предмета. Технология, помимо чисто научных задач, имеет огромный коммерческий потенциал. Всё, что потребуется для изготовления, например, детали самолёта или медицинского инструмента – это трёхмерная модель и сырьё, совместимое с электронным лучом (то есть плавящееся при его воздействии). Программная прорисовка должна быть не только тщательной, но и разбитой на слои, которые машина сможет поочерёдно воплотить в реальную форму. Однажды изготовленная, виртуальная модель может меняться на месте производства с немедленной её "печатью", что экономит деньги и время. Более того, поскольку укладка слоёв сопровождается намного меньшим количеством отходов, чем обработка твёрдого блока материала на станках, технология EBF3 более экологична по сравнению с традиционными техниками производства. Некоторые детали самолётов массой 130 кг изготавливаются из 2720-кг титановых заготовок. Новая методика позволит делать то же, используя 160 кг сырья, экономя средства на переработку более 2 тонн титановых отходов.

Особенность EBF3 также в том, что машина способна оперировать сразу двумя материалами одновременно, открывая ещё больше возможностей. Так, производители могут включать нить оптоволоконного кабеля в изготавливаемый объект, размещая датчики, которые будет использовать оптический канал связи, в недоступных ранее местах. Но это лишь один простой пример. Будущие экипажи лунных или марсианских миссий получат возможность создавать на месте требующиеся запасные части оборудования и инструменты. Преимущества здесь очевидны. Конечно, придётся брать с собой металлическое сырьё, но разработчики надеются, что подходящий материал можно будет добывать из грунта чужой планеты. Пока оборудование для процесса EBF3 громоздкое, однако уже сконструированы опытные образцы, прошедшие испытания в невесомости перед отправкой на МКС. И пусть технология не умеет синтезировать обед для команды космической станции, однажды она может помочь в критический момент сделать важную деталь.

Другие новости за 5 октября 2009 г.

Астрономы сфотографировали космический пожар

В ООН провели опись космического мусора

Земные микроорганизмы увеличили вероятность обнаружения жизни на Марсе

Британцы начали наземные испытания нового беспилотника Demon

Трёхмерная печать из металла для космических миссий

Зонд Opportunity обнаружил на Марсе метеорит