電子ビームフリーフォームの製造

電子ビームフリーフォーム加工(EBF3)は、従来の製造方法よりも原材料が少なく、機械仕上げが必要な、ほぼネット形状の部品を構築する付加的な製造プロセスです。 これは、真空環境下で集束電子ビームを用いて、金属基板上に溶融プールを形成する。

歴史
NASA Langley Research Center(LaRC)は(EBF 3 )技術開発を開始しました。 添加剤の製造プロセスは、主にNASA LaRCの材料研究エンジニアであるKaren Tamingerによって開発され、設計されました。 EBF 3は、NASAが特許を取得した添加物製造プロセスで、従来の製造方法よりも原材料が少なく、機械仕上げが必要なニアネットシェイプ部品を構築するように設計されています。 EBF3は、NASAがゼロ重力環境で金属部品を製造する計画である。 このレイヤーアディティブプロセスは、電子ビームと固体ワイヤフィードストックを使用して金属構造を製作します。 電子ビームおよび原料のプロセス効率は、EBF 3プロセスを空間内での使用に適したものにする。 2000年以来、NASA LaRCの研究者チームは、金属航空宇宙構造物の添加物製造のためのこの技術の基礎研究と開発を導いてきました。 添加剤の製造には、従来の機械加工のように材料を切断または研削するのではなく、材料を連続的に添加することによって部品を製造するプロセスが含まれる。 添加剤の製造は、30年以上前に非構造プラスチック部品用に開発された光造形技術のような迅速プロトタイピング技術の成果です。

プロセス
EBF 3の動作概念は、CAD(computer-aided design)ファイルから直接ネット形状の金属部分を直接構築することです。 現在のコンピュータ支援加工の慣行は、CADモデルから始まり、ポストプロセッサを使用して、部品を作るために必要な切削工具の経路を定義する加工命令(Gコード)を書き込む。 EBF3は、同様のプロセスを使用して、CADモデルから数値的にレイヤーにスライスし、ポストプロセッサを使用して、EBF3装置のデポジションパスとプロセスパラメータを定義するGコードを書き込みます。 これは、真空環境下で集束電子ビームを用いて、金属基板上に溶融プールを形成する。 金属ワイヤが溶融プールに供給されている間、ビームは基板の表面に対して平行移動される。 この付着物は、電子ビームが通過した直後に凝固し、それ自体を支持するのに十分な構造的強度を有する。 このシーケンスは、レイヤーアディティブ方式で繰り返され、仕上げ加工のみを必要とするニアネットシェイプ部分を生成します。 EBF3プロセスは、サイズが数インチから数十フィートの部品に対してスケーラブルであり、主に真空チャンバのサイズおよび利用可能なワイヤフィードストックの量によって制限される。