Não é como pedir "chá, Earl Grey, quente" e tomar uma bebida fumegante, mas quase. "Você começa com um desenho da peça que deseja construir, aperta um botão e sai a peça", disse Karen Taminger, líder de tecnologia do Programa Aeronáutico Fundamental da NASA.
A Fabricação de forma livre de feixe de elétrons ou EBF3150 cria peças para aviões - não alimentos e bebidas - e usa um processo de construção ecológico para fabricar objetos de metal em camadas. Essa técnica pode revolucionar a indústria da aviação e também pode ter aplicações para a futura espaçonave e para a comunidade médica. Pode ser usado para fabricar peças pequenas e detalhadas ou grandes pedaços estruturais de aviões.
O EBF3150 trabalha em uma câmara de vácuo, onde um feixe de elétrons é focado em uma fonte de metal constantemente alimentada, que é derretida e aplicada camada por camada sobre uma superfície rotativa até que a peça esteja completa. Um desenho em seção transversal tridimensional detalhado da peça é alimentado no computador do dispositivo, fornecendo informações de como a peça deve ser construída de dentro para fora. Isso guia o feixe de elétrons e o fluxo de metal para produzir o objeto, construindo-o camada por camada.
As aplicações comerciais do EBF3150 já são conhecidas e seu potencial já testado, disse Taminger, observando que é possível que, dentro de alguns anos, algumas aeronaves estejam voando com peças feitas por esse processo.
Os metais utilizados devem ser compatíveis com o feixe de elétrons para que possam ser aquecidos pelo fluxo de energia e rapidamente transformados em forma líquida. O alumínio é um material ideal para ser usado, mas outros metais também podem ser usados. De fato, o EBF3150 pode lidar com duas fontes diferentes do metal do estoque de alimentação ao mesmo tempo, misturando-as em uma liga exclusiva ou incorporando um material dentro de outro, como inserir um fio de vidro de fibra óptica dentro de uma peça de alumínio, permitindo a colocação de sensores em áreas que antes eram impossíveis, disse Taminger.
Embora o equipamento EBF3 testado em terra seja bastante grande e pesado, uma versão menor foi criada e testada com sucesso em um jato da NASA que é usado para fornecer aos pesquisadores breves períodos de ausência de peso. O próximo passo é fazer uma demonstração do hardware na Estação Espacial Internacional, disse Taminger.
As futuras tripulações da base lunar poderiam usar o EBF3 para fabricar peças de reposição conforme necessário, em vez de depender do suprimento de peças lançadas da Terra. Os astronautas podem ser capazes de extrair o estoque de alimentos do solo lunar ou até mesmo reciclar os estágios das embarcações de pouso, derretendo-os.
Mas o potencial imediato e maior para o processo está na indústria da aviação, onde os principais segmentos estruturais de um avião de passageiros, ou carcaças de um motor a jato, podem ser fabricados por cerca de US $ 1.000 por libra-peso a menos do que os meios convencionais, disse Taminger.
O dispositivo é ecológico porque sua técnica de fabricação exclusiva reduz a quantidade de resíduos. Normalmente, um construtor de aeronaves pode começar com um bloco de titânio de 6.000 libras e usiná-lo em uma parte de 300 libras, deixando 5.700 libras de material que precisa ser reciclado e usando vários milhares de galões de fluido de corte usado no processo.
"Com o EBF3, você pode construir a mesma peça usando apenas 350 libras de titânio e usinar apenas 50 libras para colocar a peça em sua configuração final", disse Taminger. "E o processo EBF3 usa muito menos eletricidade para criar a mesma peça."
Embora as peças iniciais para a indústria da aviação sejam de formas simples, substituindo as peças já projetadas, as peças futuras projetadas do zero com o processo EBF3150 em mente podem levar a melhorias na eficiência do motor a jato, na taxa de queima de combustível e na vida útil dos componentes.
"Existe muito poder para construir sua peça camada por camada, porque é possível obter cavidades e complexidades internas que não são possíveis com a usinagem a partir de um bloco sólido de material", disse Taminger.
Para mais informações, assista à apresentação de Karen Taminger no EBF3150.
Fonte: NASA
