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Crean un haz de electrones capaz de diseñar piezas y objetos de metal

Tendría una gran aplicación en el terreno aeronáutico


Un grupo de ingenieros de la NASA ha creado un dispositivo que parece extraído de una novela de ciencia ficción, pero que sin embargo permite crear en la realidad diferentes formas, piezas y objetos de metal, en base a diseños 3D incorporados previamente y con metales preparados para trabajar con un haz de electrones. El mecanismo permitiría desarrollar piezas aeronáuticas a un menor costo, en un menor tiempo y más eficientes desde el punto de vista técnico y ambiental. Por Pablo Javier Piacente.




El haz de electrones podría adquirir gran importancia en el desarrollo de piezas aeronáuticas. Imagen: NASA.
El haz de electrones podría adquirir gran importancia en el desarrollo de piezas aeronáuticas. Imagen: NASA.
Un dispositivo desarrollado por ingenieros de la NASA permite crear formas y partes de objetos a partir de un haz de electrones. Solamente se requiere un modelo 3D de la forma a crear y un material compatible con el haz de electrones. Aunque parezca una idea más ligada a la ciencia ficción, este avance podría tener grandes aplicaciones en el terreno de la aeronáutica.

El haz de electrones de fabricación de formas libres (EBF3), desarrollado en el Langley Research Center de la NASA, hace realidad aquel viejo anhelo de trasladar a la realidad todo aquello que pensamos. Es tan sencillo como introducir un dibujo de la parte que se desea construir, presionar un botón y obtener inmediatamente la forma buscada. La investigación forma parte del Programa de Aeronáutica de la NASA.

EBF3 funciona mediante una cámara de vacío, donde el haz de electrones trabaja sobre el metal, que se funde y luego se modifica de acuerdo a los requerimientos del modelo o diseño incluido, hasta que la pieza esté completa. Aunque las opciones que brinda EBF3 no son tan amplias como las que se presentan en las novelas de ciencia ficción, su funcionamiento parece en principio alejado de este mundo.

Las aplicaciones comerciales para el EBF3 ya han sido estudiadas, además de haber ensayado su potencial, y no es para nada descabellado pensar que dentro de unos años los aviones podrán volar con grandes piezas estructurales creadas mediante este proceso. La investigación fue difundida en una nota de prensa de la NASA.

Funcionamiento y principales características

Para que el funcionamiento del EBF3 se haga realidad existen dos requisitos fundamentales: el diseño tridimensional del objeto que se busca crear debe estar disponible y el material elegido debe ser compatible para su uso con un haz de electrones. El modelo o diseño se necesita para descomponer el objeto en capas, ya que el dispositivo trabaja orientando al haz de electrones y a la fuente de metal en la reproducción del objeto, construyendo capa por capa.

En cuanto al material, debe ser compatible con el haz de electrones para que pueda ser calentado rápidamente por la corriente de energía y convertirse a su forma líquida. Según los responsables de la investigación, estas condiciones hacen que el aluminio sea un material ideal para ser empleado en este dispositivo, junto a otros metales que también poseen estas características.

Vale destacar que el EBF3 es capaz de manejar dos fuentes distintas de metal o material de alimentación, siendo capaz de proceder a su mezcla en una aleación única o incluyendo un material dentro de otro. Por ejemplo, esta potencialidad permite incluir un filamento de fibra óptica de vidrio dentro de una parte de aluminio. Gracias a esto, sería posible colocar sensores en zonas en las cuales antes era imposible hacerlo.

Aunque actualmente el equipo EBF3 probado a nivel experimental es de grandes dimensiones y un peso excesivo, lo que dificulta su funcionalidad, ya se ha creado con éxito una versión más pequeña. La misma se ha empleado en una prueba de vuelo en un avión de la NASA, que incluyó breves períodos de ingravidez. La idea es que el dispositivo permita la fabricación de piezas de repuesto en vuelo con suma facilidad, incluso en viajes espaciales.

Fabricación más rápida, a menor costo y más eficiente

De esta manera, en lugar de basarse en el suministro de piezas que deben aportarse desde la Tierra, los astronautas podrían ser capaces de crear objetos y formas por su cuenta en el espacio, ya sea para necesidades específicas de las exploraciones o para reparar partes averiadas de aeronaves y dispositivos varios.

Sin embargo, el potencial más importante e inmediato de este avance se ubica en el terreno de la industria de la aviación, en la cual grandes segmentos estructurales de un avión o partes de un motor a reacción podrían ser fabricados rápidamente y a un menor costo con relación a los medios convencionales, en un valor que rondaría los 1.000 dólares por libra.

El EBF3 no solamente supondría un importante ahorro de tiempo y dinero en la fabricación de piezas aeronáuticas, sino que además podría aportar interesantes condiciones ecológicas. Esto se debe a la posibilidad de emplear menores cantidades de material (por ejemplo titanio) en la fabricación de piezas, lo que significaría ahorro energético, una mayor cantidad de material disponible para su reutilización y una menor cantidad de emisiones contaminantes.

Además del reemplazo de piezas antiguas o caducas, el EBF3 podría permitir el desarrollo de nuevos aviones desde cero. Esto daría lugar a una mayor eficiencia en los motores a reacción, una tasa de consumo de combustible menor y una mayor vida útil de los componentes, al poder diseñar con mayor exactitud cada pieza.


Miércoles, 11 de Noviembre 2009
Pablo Javier Piacente
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