La fabbricazione a mano libera a fascio di elettroni (EBF 3 ) è un processo di produzione additiva che costruisce parti di forma quasi netta che richiedono meno materie prime e lavorazioni di finitura rispetto ai metodi di produzione tradizionali. Utilizza un fascio di elettroni focalizzati in un ambiente sottovuoto per creare una piscina fusa su un substrato metallico.
Storia
Sviluppo della NASA Langley Research Center (LaRC) originato (EBF 3 ). Il processo di produzione additiva è stato sviluppato e progettato principalmente da Karen Taminger, ingegnere di ricerca sui materiali della NASA LaRC. EBF 3 è un processo di produzione additivo brevettato dalla NASA progettato per costruire parti di forma quasi netta che richiedono meno materie prime e lavorazioni di finitura rispetto ai metodi di produzione tradizionali. EBF 3 è un processo mediante il quale la NASA progetta di costruire parti metalliche in ambienti a gravità zero; questo processo additivo strato utilizza un fascio di elettroni e una materia prima di filo solido per fabbricare strutture metalliche. Le efficienze di processo del fascio di elettroni e della materia prima rendono il processo EBF 3 appropriato per l’uso nello spazio. Dal 2000, un gruppo di ricercatori della NASA LaRC ha condotto la ricerca e lo sviluppo fondamentali di questa tecnica per la produzione additiva di strutture aerospaziali metalliche. La produzione additiva comprende processi in cui le parti vengono costruite aggiungendo successivamente materiale piuttosto che tagliandolo o sminuzzandolo come nelle lavorazioni convenzionali. La produzione additiva è una conseguenza delle tecniche di prototipazione rapida come la stereolitografia, sviluppata inizialmente per le parti in plastica non strutturali oltre 30 anni fa.
Processi
Il concetto operativo di EBF 3 è quello di costruire una parte metallica a forma quasi di rete direttamente da un file CAD (computer-aided design). Le attuali pratiche di lavorazione assistita dal computer iniziano con un modello CAD e utilizzano un post-processore per scrivere le istruzioni di lavorazione (codice G) che definiscono i percorsi degli strumenti di taglio necessari per realizzare il pezzo. EBF 3 utilizza un processo simile, partendo da un modello CAD, affettandolo numericamente in livelli, quindi utilizzando un post-processore per scrivere il codice G che definisce il percorso di deposizione e i parametri di processo per l’EBF 3 equipaggiamento. Utilizza un fascio di elettroni focalizzati in un ambiente sottovuoto per creare una piscina fusa su un substrato metallico. Il fascio viene traslato rispetto alla superficie del substrato mentre il filo metallico viene alimentato nella vasca fusa. Il deposito si solidifica immediatamente dopo che il fascio di elettroni è passato, avendo una resistenza strutturale sufficiente a sostenerlo. La sequenza viene ripetuta in modo additivo strato per produrre una parte a forma quasi di rete che richiede solo la finitura. Il processo EBF 3 è scalabile per componenti da frazioni di pollice a decine di piedi di dimensioni, limitati principalmente dalla dimensione della camera a vuoto e dalla quantità di materia prima disponibile.