Begin Augustus 2016 het die Amerikaanse vloot die Osprey MV-22 tiltrotor suksesvol getoets. Hierdie vliegtuig self is nie ongewoon nie. Die tweerotorvoertuig is al lank in diens van die Amerikaanse vloot (dit is in die tweede helfte van die 1980's in gebruik geneem), maar vir die eerste keer in die geskiedenis is kritieke dele op 'n tiltrotor geïnstalleer (vlugveiligheid hang direk daarvan af), wat 'n 3D -gedrukte drukker was.
Vir die toetsing het die Amerikaanse weermag 'n hakie gedruk om die enjin aan die vleuel van die tiltrotor van titanium vas te maak met behulp van direkte laag-vir-laag lasersintering. Terselfdertyd is 'n rekmeter op die hakie self gemonteer om 'n moontlike vervorming van die onderdeel te registreer. Elkeen van die twee enjins van die Osprey MV-22 tiltrotor word met vier sulke hakies aan die vleuel vasgemaak. Terselfdertyd, tydens die eerste toetsvlug van die tiltrotor, wat op 1 Augustus 2016 plaasgevind het, is slegs een hakie, gedruk op 'n 3D -drukker, daarop aangebring. Vroeër is berig dat die nacellehouers wat deur die driedimensionele drukwerk gedruk is, ook op die tiltrotor geïnstalleer is.
Die ontwikkeling van die onderdele wat vir die tiltrotor gedruk is, is uitgevoer deur die US Navy Aviation Combat Operations Center in die McGuire-Dix-Lakehurst Joint Base in New Jersey. Vlugtoetse van die Osprey MV-22 met gedrukte onderdele is uitgevoer by die Amerikaanse vloot Patxent River basis, die toetse is deur die weermag as heeltemal suksesvol erken. Die Amerikaanse weermag is van mening dat tegnologie in die toekoms danksy die wydverspreide bekendstelling van driedimensionele drukwerk in die toekoms vinnig en relatief goedkoop onderdele vir omsetters kan vervaardig. In hierdie geval kan die nodige besonderhede direk op die skepe gedruk word. Boonop kan die gedrukte onderdele dan aangepas word om die werkverrigting van die aan boord -samestellings en -stelsels te verbeter.
Titanium gedrukte motorsteunbeugel
Die Amerikaanse weermag was 'n paar jaar gelede geïnteresseerd in 3D -druktegnologieë, maar tot onlangs toe was die funksionaliteit van 3D -drukkers nie breed genoeg om gereeld gebruik te word om taamlik komplekse onderdele te bou nie. Die dele vir die tiltrotor is gemaak met 'n addisionele 3D -drukker. Die deel word geleidelik in lae gemaak. Elke drie lae titaniumstof word met 'n laser verbind, hierdie proses word herhaal solank dit nodig is om die gewenste vorm te verkry. Na voltooiing word die oormaat van die deel afgesny; die gevolglike element is heeltemal gereed om te gebruik. Aangesien die toetse suksesvol afgehandel is, sal die Amerikaanse weermag nie daar stop nie; hulle gaan nog 6 meer belangrike strukturele elemente van die tiltrotor bou, waarvan die helfte ook titanium sal wees, en die ander - staal.
3D -drukwerk in Rusland en wêreldwyd
Ondanks die feit dat die druktipe produksie 'n paar jaar gelede suksesvol in die VSA en Rusland geïmplementeer is, word die skepping van elemente vir militêre toerusting afgehandel en getoets. Dit is eerstens te danke aan die baie hoë vereistes vir alle militêre produkte, veral wat betref betroubaarheid en duursaamheid. Amerikaners is egter nie alleen wat vordering op hierdie gebied maak nie. Vir die tweede agtereenvolgende jaar vervaardig Russiese ontwerpers onderdele vir die ontwikkelde aanvalsgewere en pistole met behulp van 3D -druktegnologie. Nuwe tegnologie bespaar waardevolle tekentyd. En om sulke onderdele aan die gang te sit, kan 'n vinnige vervanging in die veld, in herstelbataljons bied, want daar hoef nie vir onderdele van die fabriek vir dieselfde tenks of onbemande vliegtuie te wag nie.
Vir duikbote is militêre 3D-drukkers eenvoudig goud werd, want in geval van outonome langafstandnavigasie sal die vervanging van onderdele deur die duikbote self die duikboot 'n byna onuitputlike hulpbron gee. 'N Soortgelyke situasie word waargeneem met skepe wat op lang reise en ysbrekers vaar. Die meeste van hierdie skepe sal in die nabye toekoms hommeltuie ontvang, wat uiteindelik herstel of volledige vervanging benodig. As 'n 3D -drukker op die skip verskyn, wat dit moontlik maak om vinnig onderdele te druk, kan die toerusting binne 'n paar uur weer gebruik word. In die omstandighede van die verganklikheid van die operasies en die hoë mobiliteit van die teater vir militêre operasies, kan die plaaslike vergadering van sekere onderdele, gemeentes en meganismes ter plaatse 'n hoë doeltreffendheidseenheid van ondersteuningseenhede moontlik maak.
Osprey MV-22
Terwyl die Amerikaanse weermag hul omskakelings begin, gebruik Russiese vervaardigers van die Armata -tenk reeds vir die tweede jaar 'n industriële drukker by Uralvagonzavod. Met sy hulp word onderdele vir gepantserde voertuie, sowel as burgerlike produkte, vervaardig. Maar tot dusver word sulke onderdele slegs vir prototipes gebruik, byvoorbeeld, dit is gebruik vir die skepping van die Armata -tenk en sy toetse. By die Kalashnikov -besorgdheid sowel as by TsNIITOCHMASH maak ontwerpers op bevel van die Russiese weermag verskillende dele van handwapens uit metaal- en polimeerskyfies met behulp van 3D -drukkers. Die Tula Instrument Design Bureau vernoem na Shipunov, die beroemde CPB, wat bekend is vir 'n ryk verskeidenheid vervaardigde wapens: van pistole tot rakette met 'n hoë presisie, bly nie agter nie. Byvoorbeeld, 'n belowende pistool en 'n ADS-aanvalsgeweer, wat bedoel is om die spesiale troepe AK74M en APS te vervang, is saamgestel uit plastiekonderdele met 'n hoë sterkte wat op 'n drukker gedruk is. Vir sommige militêre produkte kon die CPB reeds vorms maak; tans word die reekssamestelling van produkte uitgewerk.
In die omstandighede waarin 'n nuwe wapenwedloop in die wêreld waargeneem word, word die tydsberekening van die vrystelling van nuwe soorte wapens belangrik. Byvoorbeeld, in gepantserde voertuie duur gewoonlik slegs 'n jaar of twee die proses om 'n model te skep en van tekenings na 'n prototipe oor te dra. By die ontwikkeling van duikbote is hierdie tydperk reeds 2 keer langer. "Die 3D -druktegnologie sal die tydperk met 'n paar keer tot 'n paar maande verminder," sê Alexey Kondratyev, 'n kenner op die gebied van die vloot. - Ontwerpers kan tyd bespaar op tekeninge by die ontwerp van 'n 3D -model op 'n rekenaar en onmiddellik 'n prototipe van die gewenste onderdeel maak. Dikwels word onderdele herwerk, met inagneming van die uitgevoerde toetse en die hersieningsproses. In hierdie geval kan u die eenheid in plaas van die onderdeel loslaat en na al die meganiese eienskappe kyk hoe die onderdele met mekaar in wisselwerking is. Uiteindelik sal die tydsberekening van prototipering ontwerpers in staat stel om die totale tyd te verminder vir die eerste voltooide monster om die toetsfase te betree. Tans neem dit ongeveer 15-20 jaar om 'n nuwe generasie kern-duikboot te skep: van 'n skets tot die laaste skroef tydens die montering. Met die verdere ontwikkeling van industriële driedimensionele drukwerk en die massaproduksie van onderdele op hierdie manier, kan die tydsraamwerk met minstens 1,5-2 keer verminder word."
Volgens kenners is moderne tegnologie nou een tot twee jaar weg van die massaproduksie van titaniumonderdele op 3D -drukkers. Dit is veilig om te sê dat teen die einde van 2020 militêre verteenwoordigers by die ondernemings van die militêr-industriële kompleks toerusting sal aanvaar wat met 30-50% saamgestel sal word met behulp van 3D-druktegnologieë. Terselfdertyd is die grootste belang vir wetenskaplikes die skepping van keramiekonderdele op 'n 3D-drukker, wat gekenmerk word deur hoë sterkte, ligtheid en hittebeskermingseienskappe. Hierdie materiaal word baie wyd gebruik in die ruimte- en lugvaartbedryf, maar dit kan in selfs groter volumes gebruik word. Byvoorbeeld, die skepping van 'n keramiek -enjin op 'n 3D -drukker maak die horison oop vir die skepping van hipersoniese vliegtuie. Met so 'n enjin kan 'n passasiersvliegtuig binne 'n paar uur van Vladivostok na Berlyn vlieg.
Daar word ook berig dat Amerikaanse wetenskaplikes 'n harsformule uitgevind het wat spesifiek bedoel is om in 3D -drukkers te druk. Die waarde van hierdie formule lê in die hoë sterkte van die materiaal wat daaruit verkry word. So 'n materiaal kan byvoorbeeld kritieke temperature van meer as 1700 grade Celsius weerstaan, wat tien keer hoër is as die weerstand van baie moderne materiale. Stephanie Tompkins, direkteur van wetenskap vir gevorderde verdedigingsnavorsing, skat dat nuwe materiale wat met 3D -drukkers geskep is, unieke kombinasies sal hê van eienskappe en eienskappe wat nog nooit tevore gesien is nie. Danksy die nuwe tegnologie sê Tompkins dat ons 'n duursame onderdeel kan produseer wat lig en groot is. Wetenskaplikes glo dat die vervaardiging van keramiekonderdele op 'n 3D -drukker 'n wetenskaplike deurbraak sal beteken, ook in die vervaardiging van burgerlike produkte.
Die eerste Russiese 3D -satelliet
Tans produseer 3D -druktegnologie reeds suksesvol onderdele direk aan boord van ruimtestasies. Maar binnelandse kenners het besluit om nog verder te gaan; hulle het dadelik besluit om 'n mikrosatelliet met 'n 3D -drukker te maak. Die Rocket and Space Corporation Energia het 'n satelliet gemaak, waarvan die liggaam, die hakie en 'n aantal ander dele 3D gedruk is. Terselfdertyd is 'n belangrike verduideliking dat die mikrosatelliet deur Energia -ingenieurs saam met studente van die Tomsk Polytechnic University (TPU) geskep is. Die eerste druksatelliet het die volle naam "Tomsk-TPU-120" ontvang (die nommer 120 in die naam ter ere van die 120ste herdenking van die universiteit, wat in Mei 2016 gevier is). Dit is in die lente van 2016 suksesvol in die ruimte gelanseer, tesame met die Progress MS-02-ruimtetuig, is die satelliet aan die ISS gelewer en daarna in die ruimte gelanseer. Hierdie eenheid is die wêreld se eerste en enigste 3D -satelliet.
Die satelliet wat deur TPU -studente geskep is, behoort tot die klas nanosatelliete (CubSat). Dit het die volgende afmetings 300x100x100 mm. Hierdie satelliet was die eerste ruimtetuig ter wêreld met 'n 3D -gedrukte liggaam. In die toekoms kan hierdie tegnologie 'n werklike deurbraak word in die skepping van klein satelliete, en dit kan meer toeganklik en wydverspreid gebruik word. Die ontwerp van die ruimtetuig is ontwikkel by die TPU Scientific and Educational Center "Modern Production Technologies". Die materiaal waaruit die satelliet gemaak is, is geskep deur wetenskaplikes van die Tomsk Polytechnic University en die Institute of Strength Physics and Materials Science van die Siberiese tak van die Russiese Akademie van Wetenskappe. Die hoofdoel van die satelliet was om nuwe tegnologieë vir ruimtetuigkunde te toets; dit sal Russiese wetenskaplikes help om verskeie ontwikkelings van die Tomsk -universiteit en sy vennote te toets.
Volgens die persdiens van die universiteit sou die bekendstelling van die Tomsk-TPU-120 nanosatelliet tydens die ruimtewandeling van die ISS beplan word. Die satelliet is 'n redelik kompakte, maar terselfdertyd 'n volwaardige ruimtetuig, toegerus met batterye, sonpanele, radio-toerusting aan boord en ander toestelle. Maar die belangrikste kenmerk daarvan was dat die liggaam in 3D gedruk is.
Verskeie sensors van die nanosatelliet sal die temperatuur aan boord, op batterye en borde en parameters van elektroniese komponente aanteken. Al hierdie inligting sal dan aanlyn na die aarde oorgedra word. Op grond van hierdie inligting sal Russiese wetenskaplikes die toestand van die satellietmateriaal kan ontleed en besluit of hulle dit in die toekoms vir die ontwikkeling en konstruksie van ruimtetuie gaan gebruik. Daar moet op gelet word dat 'n belangrike aspek van die ontwikkeling van klein ruimtetuie ook die opleiding van nuwe personeel vir die bedryf is. Studente en onderwysers van die Tomsk Polytechnic University ontwikkel, vervaardig en verbeter die ontwerpe van allerhande klein ruimtetuie met hul eie hande, terwyl hulle nie net basiese kennis van hoë gehalte opdoen nie, maar ook die nodige praktiese vaardighede. Dit is wat die gegradueerdes van hierdie opvoedkundige instelling in die toekoms unieke spesialiste maak.
Die toekomsplanne van Russiese wetenskaplikes en bedryfsverteenwoordigers sluit in die skepping van 'n swerm universiteitsatelliete. 'Ons praat vandag oor die noodsaaklikheid om ons studente te motiveer om alles te bestudeer wat op die een of ander manier verband hou met ruimte - dit kan energie, materiaal en die skep van nuwe generasies enjins, ens. Ons het vroeër bespreek dat die belangstelling in ruimte in die land effens vervaag, maar dit kan herleef. Om dit te kan doen, is dit nodig om nie eers van 'n leerlingbank af te begin nie, maar van 'n skool. So het ons die pad van ontwikkeling en produksie van CubeSat - klein satelliete aangepak, - het die persdiens van die Tomsk Polytechnic Institute opgemerk met verwysing na die rektor van hierdie hoëronderwysinstelling, Peter Chubik.
