Tidak seperti meminta "Teh, Earl Grey, panas" dan minum minuman kukus muncul, tetapi hampir. "Anda mulakan dengan melukis bahagian yang ingin anda bina, anda menekan butang, dan keluar bahagiannya," kata Karen Taminger, peneraju teknologi untuk Program Aeronautik Fundamental NASA.
Fabrikasi Bentuk Bebas Rasuk Elektron atau EBF3150 membuat bahagian untuk kapal terbang - bukan makanan dan minuman - dan menggunakan proses pembinaan yang mesra alam untuk membuat objek logam berlapis. Teknik ini dapat merevolusikan industri penerbangan dan mungkin memiliki aplikasi untuk kapal angkasa masa depan dan komuniti perubatan juga. Ia dapat digunakan untuk membuat bahagian kecil, terperinci atau kepingan struktur pesawat yang besar.
EBF3150 berfungsi di ruang vakum, di mana sinar elektron difokuskan pada sumber logam yang sentiasa diberi makan, yang dicairkan dan kemudian diterapkan lapisan demi lapisan di atas permukaan berputar sehingga bahagiannya selesai. Lukisan keratan rentas 3 dimensi terperinci bahagian dimasukkan ke dalam komputer peranti, memberikan maklumat bagaimana bahagian itu harus dibina dari dalam ke luar. Ini memberi petunjuk kepada pancaran elektron dan dan aliran masuk logam untuk menghasilkan objek, membina lapisan demi lapisan.
Aplikasi komersil untuk EBF3150 sudah diketahui dan potensinya sudah diuji, Taminger mengatakan, menyatakan bahawa mungkin, dalam beberapa tahun, beberapa pesawat akan terbang dengan bahagian yang dibuat oleh proses ini.
Logam yang digunakan mestilah sesuai dengan pancaran elektron sehingga boleh dipanaskan oleh aliran tenaga dan sebentar berubah menjadi bentuk cecair. Aluminium adalah bahan yang sesuai untuk digunakan, tetapi logam lain juga boleh digunakan. Sebenarnya, EBF3150 dapat menangani dua sumber logam stok makanan yang berbeza pada masa yang sama, sama ada dengan mencampurkannya ke dalam aloi yang unik atau memasukkan satu bahan ke dalam yang lain, seperti memasukkan helai kaca serat optik di dalam bahagian aluminium, membolehkan penempatan sensor di kawasan yang mustahil dilakukan sebelumnya, kata Taminger.
Walaupun peralatan EBF3 yang diuji di darat cukup besar dan berat, versi yang lebih kecil dibuat dan berjaya diuji dengan jet NASA yang digunakan untuk memberi para penyelidik jangka masa yang singkat. Langkah seterusnya adalah melakukan demonstrasi perkakasan di Stesen Angkasa Antarabangsa, kata Taminger.
Krew asas bulan depan boleh menggunakan EBF3 untuk mengeluarkan alat ganti seperti yang diperlukan, dan bukannya bergantung pada bekalan bahagian yang dilancarkan dari Bumi. Angkasawan mungkin dapat menambang stok makanan dari tanah bulan, atau bahkan mengitar semula peringkat kapal pendaratan terpakai dengan mencairkannya.
Tetapi potensi segera dan terbesar untuk proses ini adalah dalam industri penerbangan di mana segmen struktur utama kapal terbang, atau penutup untuk mesin jet, dapat dihasilkan dengan harga sekitar $ 1,000 per paun lebih rendah daripada cara konvensional, kata Taminger.
Peranti ini mesra alam kerana teknik pembuatannya yang unik dapat mengurangkan jumlah sampah. Biasanya pembuat pesawat mungkin memulakan dengan seberat titanium seberat 6.000 paun dan memasangkannya ke bahagian 300 paun, meninggalkan 5,700 paun bahan yang perlu dikitar semula dan menggunakan beberapa ribu gelen cecair pemotong yang digunakan dalam proses tersebut.
"Dengan EBF3 Anda dapat membangun bagian yang sama dengan hanya menggunakan £ 350 titanium dan mesin dengan hanya 50 pound untuk mendapatkan bagian tersebut ke dalam konfigurasi terakhir," kata Taminger. "Dan proses EBF3 menggunakan lebih sedikit elektrik untuk membuat bahagian yang sama."
Walaupun bahagian awal untuk industri penerbangan akan berbentuk sederhana, menggantikan alat ganti yang sudah dirancang, bahagian masa depan yang dirancang dari awal dengan mempertimbangkan proses EBF3150 dapat menyebabkan peningkatan dalam kecekapan mesin jet, kadar pembakaran bahan bakar dan jangka hayat komponen.
"Ada banyak kekuatan untuk dapat membina lapisan bahagian anda demi lapisan kerana anda boleh mendapatkan rongga dalaman dan kerumitan yang tidak mungkin dilakukan dengan pemesinan dari sekatan bahan yang kukuh," kata Taminger.
Untuk maklumat lebih lanjut, tonton persembahan Karen Taminger di EBF3150.
Sumber: NASA
