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前沿科技之電子束無模成形制造技術

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1#
發表于 2010-1-29 15:35:48 | 只看該作者 |只看大圖 |倒序瀏覽 |閱讀模式
本帖最后由 掃街 于 2010-1-29 15:36 編輯 : o) ~8 u! ]: ]. z, j+ A; u

0 S. l8 ~* n. Z; G  iFabrication(EBF3),電子束無模成形制造技術。是目前最為先進的直接制造技術(Direct Manufacturing),它可以從計算機3D模型直接成型出機械零件。與現有的快速成型技術(RP,rapid prototyping)不同的是,EBF3技術可以直接成型鈦(titanium)、鎳( nickel)、不銹鋼(stainless steel)和其它有較高熔點的合金(refractory alloys)零件。EBF3將改變傳統的金屬加工制造模式,隨著這一技術的進一步成熟,EBF3將首先應用于航空制造業、軍工制造業和汽車制造業,大大縮短零件制造周期,減少原材料浪費,降低成本;并且有利于太空零件加工和空間設備維修。 0 e& S% k+ t6 h' M5 U0 o
美國宇航局蘭利研究中心(NASA Langley Research Center)日前對外演示了這項新技術。據了解,NASA已經獲得了這項目技術的發明專利(#7,168,935),其它相關專利正在申請中,美國Sciaky Inc等公司為EBF3技術的合同商。
  D1 S& V" ]) J/ d- S( [EBF3,電子束無模成形系統見圖dd
6 _- \' G! f, `$ r1 p6 Q& xEBF3制造出的樣件見圖ee  s3 @& z3 `" \0 G1 T
EBF3真空室見圖ff1 x2 E, C3 Q# ~5 W( G
EBF3控制面板見圖gg5 S7 M) t) Q% @6 j0 z9 r5 G
EBF3 主要技術參數
- f' ~$ Y3 @! ?/ c* [      Current build volume:6 in. x 6 in. x 6 in. (15.24 cm x 15.24 cm x 15.24 # }# }7 H3 H1 @# V4 F' i
cm)
. @* `" w5 A6 r+ P7 O6 Q% v      Maximum build size: 6 in. x 6 in. x 6 in. (15.24 cm x 15.24 cm x 15.24 cm)
2 O7 \$ Y4 T- l5 U" T      Layer thickness: 0.02 in. – 0.05 in. (0.5 mm – 1.27 mm)
6 b# A( p& [* E5 b4 x4 e5 z; ]0 s% z      E-beam scan speed:Not applicable0 K$ A; P8 v8 y7 u
      Deposition rate:5 cubic in. per hour (80 cubic cm per hour)# F! N% S4 \/ p: p
      E-beam positioning accuracy:±0.005 in. (±0.127 mm)
0 d8 Z' [; J# o! a" e& h      Part accuracy:±0.1 in. (±2.54 mm) has been demonstrated, and experience : a3 M+ X. X$ `# g
                          suggests that accuracy of ±0.05 in. (±1.27 mm) could eventually be
1 \6 Y" H% [5 i9 x1 [' O                           achieved
2 u' F/ A0 t- L$ I      Calibration:Automatic5 B# W$ Z' q8 E( n! Y
      Cooling:Automatic
' W8 ]" z4 e$ D  l) r4 [, a6 C      Power supply:Max: 30 kV, 100 mA, 3 kW3 B  T8 y9 B  |
      Size:Standard 19-in. (48.26-cm) rack-mounted controls
/ y+ n/ M3 [3 \      Chamber option 1: 32 in. W x 42 in. H x 32 in. D
1 O0 S2 ^9 ]' j$ I' @" u9 t      (107 cm W x 107 cm H x 81 cm D)
# A9 ]3 Q: a" G+ L, z      Chamber option 2: 24 in. diameter x 24 in. high
7 h; \1 I, f1 t8 [7 Y9 E6 T      (61 cm x 61 cm)5 R3 @! [1 F) m7 C$ ?1 H( i
      Total system weight: 350 lbs. (160 kg)
6 d1 A; z/ H' a; r; \      Process computer:PC, XP, LabVIEW Interface& W$ t3 W* ]8 n- j6 B7 W
      CAD interface:Standard: STL or other engineering CAD/CAM (ProE, CATIA, " E+ _5 F; \) a7 L& U
                            FeatureCAM, MasterCAM)
& N% m7 |) P+ g      Network:Ethernet: 10/100* }9 D% q9 Y( o0 G
      Certification:NASA’s partners are seeking aerospace certification

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2#
發表于 2010-1-29 16:32:28 | 只看該作者
好厲害的啊
3#
發表于 2010-1-29 19:58:25 | 只看該作者
不錯,有前途,電子可以激光應該也行吧
4#
發表于 2010-1-29 20:00:25 | 只看該作者
直接制造技術(Direct Manufacturing)?未來的發展莫非就是一臺電腦加一套這樣的設備,包攬全部機加工嗎?
5#
 樓主| 發表于 2010-1-29 20:54:24 | 只看該作者

又找來點資料,關于蘭利研究中心的

蘭利研究中心(Langley Research Center)位于美國弗吉尼亞州漢普頓的蘭利空軍基地,其前身是國家航空咨詢委員會于1917年建立的第一個實驗室。蘭利研究中心當時稱為"蘭利航空實驗室",1958年美國宇航局成立后改為現在的名字。
6 q" `- M+ u% D  蘭利研究中心的名字是為了紀念倒霉的塞繆爾·皮爾龐特·蘭利(1834~1906)。蘭利是19世紀80年代后期美國著名的天文學家之一,曾任美國聲名顯赫的科學組織史密森學會主席20年。雖然蘭利在研制第一架飛行器的競爭上,敗給了萊特兄弟,但早在1896年蘭利就制造出了有動力的飛機。蘭利制造的蒸汽動力模型飛機就曾成功地飛越了1200米的距離,那是十分了不起的,因為那可是用馬達驅動的飛機第一次成功飛行.3 i' V) |' R; I% L2 j9 K
    美國國家航空咨詢委員會1917年動工興建的第一個實驗室,就被命名為"蘭利航空實驗室",以紀念這位"先飛"的"笨"鳥。而且,蘭利試圖在船上發動飛機的驚世駭俗之舉,為后來的美國海軍提供了創意。1922年,美國第一艘搭載飛機、供飛機起落的巨型怪船就被命名為"蘭利"號航空母艦。該航空母艦于1942年不幸被日軍擊沉。蘭利以其勇敢和多方面的才能獲得了后人的認可。" w" Z6 Y, p" e7 I
美國宇航局蘭利研究中心是美國最早的航空研究機構。美國有許多航空航天方面的科學家、工程師、高級管理人才都曾在該中心工作過,所以蘭利研究中心像老母雞一樣,有"蘭利老媽"之美譽。
  J% J( N! Q/ I      蘭利研究中心的主要任務是從事航空航天技術的基礎研究,其中航空研究在蘭利中心的研究工作中所占比例最大。其研究領域廣泛,包括空氣動力學、聲學和降噪、航天飛機結構及材料、信息系統、空氣熱力學、航空電子、環境監測、傳感器技術、遠程飛機、專用飛機等。蘭利研究中心每年都會向政府機構、工業界、大學提供大量設備支援。
6#
 樓主| 發表于 2010-1-29 20:58:18 | 只看該作者

這個資料是這臺無模成形機的

本帖最后由 掃街 于 2010-1-29 21:03 編輯
' B. L0 {, j* C- X9 m  k, {' j: Z
電子束無模成形制造器其實是一款自動成形和焊接機器,造價250萬美元,或將給飛機和航天器零部件的制造方式帶來革命性變革。  據介紹,專家可以先通過電腦繪制一個三維物體圖。三維圖被分成可由電子束追蹤的多個層。與此同時,鋁、鈦等金屬絲將被輸送至電子束中,用于構建這些分層。電子束釋放的熱量(溫度可達3000度)會暫時使金屬發生液化,然后使其變成任何需要的外形。負責這項研究的蘭利研究中心材料工程師卡倫·塔米戈(Karen Taminger)說:“你可以將零部件畫出來直接制造。”" y* n) O6 Q' D+ B
  日前,塔米戈在蘭利中心的一個倉庫內現場演示了這項技術。通過舷窗,可以對電子束無模成形制造器的工作流程有初步的了解。在一個看上去像是激光器的裝置里面,電子束在鋁板周圍來回移動。在工程師對整個過程的十多次重復演示中,激光束幾乎沒有發出任何聲音。10分鐘以后,借助液壓技術,工程師將該裝置的門打開,露出了焊接在板子上的一個高四分之一英寸(約合6.35毫米)的鋁條。, m! _; {9 E2 v5 |6 y- f) I
  塔米戈說,雖然沒有像太空火箭那般給人留下深刻印象,但演示過程仍展現了電子束的巨大潛力。例如,用傳統制造方法加工一個300磅(約合136公斤)的零件,可能要用到6000磅(約合2720公斤)的鈦塊;而電子束無模成形制造器耗用350磅(約合158公斤)的鈦就能制出相同的部件。這些鈦廢料還需要回收才能循環使用,整個過程耗資巨大,需要數千加侖的切削液。
: |; C+ \9 u8 O5 \8 N* Z$ B2 b) z! S     塔米戈說:“從環境角度講,你耗費了大量原料。”據塔米戈介紹,電子束有望減少用以零件加工的原料消耗,另外耗電量也會降低。這也是洛克希德·馬丁等飛機制造商已在使用類似技術的原因。6 p- h) U* K- J* a( T$ e4 z) G! F
! X$ h7 E: {5 m: S  n8 j* p
下圖左是在工廠車間加工的宇宙飛船模型,下圖右則是采用電子束無模成形制造器制造的宇宙飛船模型。后者是中空的,使用的金屬材料更少,因此,整體上更輕。

cc.jpg (12.27 KB, 下載次數: 42)

cc.jpg
7#
發表于 2010-1-29 21:36:39 | 只看該作者
弗吉尼亞風景不錯,/ E: ~5 v' \" o6 Z" D: L" Z
老米善于玩材料,尤其是特殊材料,
8#
發表于 2013-12-21 10:28:25 | 只看該作者
看上去好像比較粗糙!
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