Fabricación de forma libre de haz de electrones
La fabricación de forma libre con haz de electrones ( EBF 3 ) es un proceso de fabricación aditiva que crea piezas con una forma casi neta que requiere menos materia prima y mecanizado de acabado que los métodos de fabricación tradicionales. Utiliza un haz de electrones enfocado en un entorno de vacío para crear un baño fundido en un sustrato metálico.
El uso de la soldadura por haz de electrones para la fabricación aditiva fue desarrollado por primera vez por Vivek Davé en 1995 como parte de su tesis doctoral en el MIT. [1] El proceso se denominó fabricación de forma libre sólida por haz de electrones (EBSFF). El Centro de Investigación Langley de la NASA (LaRC) desarrolló el proceso y lo denominó fabricación de forma libre de haces de electrones (EBF 3 ). El proceso de fabricación aditiva fue desarrollado y diseñado principalmente por Karen Taminger, ingeniera de investigación de materiales para NASA LaRC. EBF 3 es un proceso de fabricación aditiva patentado por la NASA diseñado para construir piezas de forma casi neta que requieren menos materia prima y mecanizado de acabado que los métodos de fabricación tradicionales. EBF 3 es un proceso mediante el cual la NASAplanes para construir piezas de metal en entornos de gravedad cero ; este proceso de adición de capas utiliza un haz de electrones y una materia prima de alambre sólido para fabricar estructuras metálicas. Las eficiencias del proceso del haz de electrones y la materia prima hacen que el EBF 3proceso apropiado para uso en el espacio. Desde el año 2000, un equipo de investigadores del NASA LaRC ha liderado la investigación fundamental y el desarrollo de esta técnica para la fabricación aditiva de estructuras aeroespaciales metálicas. La fabricación aditiva abarca procesos en los que las piezas se construyen añadiendo material sucesivamente en lugar de cortarlo o triturarlo como en el mecanizado convencional. La fabricación aditiva es una consecuencia de las técnicas de creación rápida de prototipos, como la estereolitografía, desarrollada por primera vez para piezas de plástico no estructurales hace más de 30 años. [2]
El concepto operativo de EBF 3 es construir una pieza de metal de forma casi neta directamente desde un archivo de diseño asistido por computadora (CAD). Las prácticas actuales de mecanizado asistido por computadora comienzan con un modelo CAD y utilizan un posprocesador para escribir las instrucciones de mecanizado (código G) que definen las trayectorias de la herramienta de corte necesarias para fabricar la pieza. EBF 3 utiliza un proceso similar, comenzando con un modelo CAD, dividiéndolo numéricamente en capas y luego usando un posprocesador para escribir el código G que define la ruta de deposición y los parámetros de proceso para el equipo EBF 3 . [3]Utiliza un haz de electrones enfocado en un entorno de vacío para crear un baño fundido en un sustrato metálico. El haz se traslada con respecto a la superficie del sustrato mientras el alambre de metal se introduce en el baño de fusión. El depósito se solidifica inmediatamente después de que ha pasado el haz de electrones, teniendo suficiente resistencia estructural para sostenerse. La secuencia se repite de manera aditiva por capas para producir una pieza con una forma casi neta que solo necesita un mecanizado de acabado. El proceso EBF 3 es escalable para componentes de fracciones de pulgada a decenas de pies de tamaño, limitado principalmente por el tamaño de la cámara de vacío y la cantidad de materia prima de alambre disponible. [4]
