I begynnelsen av august 2016 testet den amerikanske marinen vellykket Osprey MV-22 tiltrotor. Dette flyet i seg selv er ikke uvanlig. Twin-rotor-kjøretøyet har vært i tjeneste med den amerikanske marinen lenge (det ble tatt i bruk i andre halvdel av 1980-årene), men for første gang i historien ble kritiske deler installert på en tiltrotor (flysikkerhet avhenger direkte av dem), som var 3D -trykt skriver.
For testing trykket det amerikanske militæret en brakett for å feste motoren til tiltrotorens vinge fra titan ved hjelp av direkte lag-for-lag lasersintring. Samtidig ble det montert en strekkmåler på selve braketten, designet for å registrere en mulig deformasjon av delen. Hver av de to motorene til Osprey MV-22 tiltrotor er festet til vingen ved hjelp av fire slike braketter. På samme tid, på tidspunktet for tiltrotorens første testflyging, som fant sted 1. august 2016, ble bare en brakett, trykt på en 3D -skriver, installert på den. Tidligere ble det rapportert at nacellefestene som ble trykt ved hjelp av tredimensjonal utskrift også ble installert på tiltrotoren.
Utviklingen av delene som ble trykt for tiltrotoren ble utført av US Navy Aviation Combat Operations Center ved McGuire-Dix-Lakehurst Joint Base i New Jersey. Flytester av Osprey MV-22 med trykte deler ble utført ved US Navy Patxent River base, testene ble anerkjent av militæret som fullstendig vellykkede. Det amerikanske militæret tror at takket være den utbredte introduksjonen av tredimensjonalt trykk vil teknologi i fremtiden kunne produsere reservedeler til omformere raskt og relativt billig. I dette tilfellet kan de nødvendige detaljene skrives ut direkte på skipene. I tillegg kan de trykte delene endres for å forbedre ytelsen til de innebygde enhetene og systemene.
Titanium trykt motorfeste
Det amerikanske militæret var interessert i 3D -utskriftsteknologi for noen år siden, men inntil nylig var funksjonaliteten til 3D -skrivere ikke bred nok til å brukes rutinemessig for å bygge ganske komplekse deler. Delene til tiltrotoren ble opprettet ved hjelp av en additiv 3D -skriver. Delen lages gradvis i lag. Hvert tredje lag med titanstøv bindes sammen med en laser, denne prosessen gjentas så lenge det er nødvendig for å oppnå ønsket form. Etter ferdigstillelse blir overskuddet avskåret fra delen; det resulterende elementet er helt klart til bruk. Siden testene ble fullført vellykket, vil det amerikanske militæret ikke stoppe der, de skal bygge 6 flere viktige strukturelle elementer i tiltrotoren, hvorav halvparten også vil være titan, og det andre - stål.
3D -utskrift i Russland og over hele verden
Til tross for at skrivertypen for produksjon ble vellykket implementert i USA og Russland for flere år siden, er opprettelsen av elementer for militært utstyr i ferd med å bli ferdigstilt og testet. Først og fremst skyldes dette de svært høye kravene til alle militære produkter, hovedsakelig når det gjelder pålitelighet og holdbarhet. Amerikanerne er imidlertid ikke alene om å gjøre fremskritt på dette området. For andre år på rad har russiske designere produsert deler til de utviklede angrepsgeværene og pistolene ved hjelp av 3D -utskriftsteknologi. Ny teknologi sparer verdifull tegningstid. Og å sette slike deler i drift kan gi rask erstatning i feltet, i reparasjonsbataljoner, siden det ikke er nødvendig å vente på reservedeler fra fabrikken for de samme tankene eller ubemannede luftfartøyene.
For ubåter vil militære 3D-skrivere ganske enkelt være gull verdt, siden ved autonom langdistanse navigasjon vil utskifting av deler av ubåtene selv gi ubåten en nesten uuttømmelig ressurs. En lignende situasjon observeres med skip som skal på lange reiser og isbrytere. De fleste av disse skipene vil motta droner i nær fremtid, noe som til slutt vil kreve reparasjon eller fullstendig utskifting. Hvis det dukker opp en 3D -skriver på skipet, som vil gjøre det mulig å skrive ut reservedeler raskt, kan utstyret brukes på noen timer igjen. Under betingelsene for operasjonens forbigåelse og den høye mobiliteten til teateret for militære operasjoner, vil den lokale forsamlingen av visse deler, samlinger og mekanismer rett på stedet tillate å opprettholde et høyt effektivitetsnivå for støtteenheter.
Osprey MV-22
Mens det amerikanske militæret lanserer sine konvertiplaner, har russiske produsenter av Armata -tanken allerede brukt andre industrielle skriver på Uralvagonzavod for andre år. Med sin hjelp produseres deler til pansrede kjøretøyer, samt sivile produkter. Men så langt er slike deler bare brukt til prototyper, for eksempel ble de brukt i etableringen av Armata -tanken og dens tester. På Kalashnikov -bekymringen, så vel som på TsNIITOCHMASH, etter ordre fra det russiske militæret, lager designere forskjellige deler av håndvåpen fra metall og polymerchips ved hjelp av 3D -skrivere. Tula Instrument Design Bureau oppkalt etter Shipunov, den berømte CPB, som er kjent for et rikt utvalg av produserte våpen: fra pistoler til raketter med høy presisjon, henger ikke bak dem. For eksempel er en lovende pistol og et ADS-angrepsgevær, som er beregnet på å erstatte spesialstyrkene AK74M og APS, satt sammen av høystyrke plastdeler som er trykt på en skriver. For noen militære produkter har CPB allerede vært i stand til å lage støpeformer; for øyeblikket blir serieproduksjonen av produkter utarbeidet.
Under forholdene når et nytt våpenkappløp observeres i verden, blir tidspunktet for utgivelsen av nye typer våpen viktig. For eksempel, i pansrede kjøretøyer, tar bare prosessen med å lage en modell og overføre den fra tegninger til en prototype vanligvis et år eller to. Ved utvikling av ubåter er denne perioden allerede 2 ganger lengre. "3D -utskriftsteknologien vil redusere tidsperioden med flere ganger til flere måneder," sier Alexey Kondratyev, ekspert på marinen. - Designere vil kunne spare tid på tegninger når de designer en 3D -modell på en datamaskin og umiddelbart lage en prototype av ønsket del. Svært ofte blir deler omarbeidet med tanke på testene som er utført og under revisjon. I dette tilfellet kan du frigjøre enheten i stedet for delen og kontrollere alle de mekaniske egenskapene, hvordan delene samhandler med hverandre. Til syvende og sist vil timingen for prototyping gjøre det mulig for designere å redusere den totale tiden for den første ferdige prøven for å gå inn i testfasen. I dag tar det omtrent 15-20 år å lage en ny generasjon atomubåt: fra en skisse til den siste skruen under montering. Med den videre utviklingen av industriell tredimensjonal utskrift og lansering av masseproduksjon av deler på denne måten, kan tidsrammen reduseres med minst 1,5-2 ganger."
Ifølge eksperter er moderne teknologi nå ett til to år unna masseproduksjon av titandeler på 3D -skrivere. Det er trygt å si at innen utgangen av 2020 vil militære representanter ved foretakene i det militærindustrielle komplekset godta utstyr som skal settes sammen med 30-50% ved hjelp av 3D-utskriftsteknologi. Samtidig er den største betydningen for forskere å lage keramiske deler på en 3D-skriver, som kjennetegnes ved høy styrke, letthet og varmebeskyttende egenskaper. Dette materialet er veldig mye brukt i rom- og luftfartsindustrien, men det kan brukes i enda større mengder. For eksempel åpner opprettelsen av en keramisk motor på en 3D -skriver horisonten for opprettelsen av hypersoniske fly. Med en slik motor kunne et passasjerfly fly fra Vladivostok til Berlin på et par timer.
Det er også rapportert at amerikanske forskere har oppfunnet en harpiksformel spesielt for utskrift i 3D -skrivere. Verdien av denne formelen ligger i den høye styrken til materialene hentet fra den. For eksempel kan et slikt materiale tåle kritiske temperaturer som overstiger 1700 grader Celsius, som er ti ganger høyere enn motstanden til mange moderne materialer. Stephanie Tompkins, direktør for vitenskap for avansert forsvarsforskning, anslår at nye materialer laget med 3D -skrivere vil ha unike kombinasjoner av egenskaper og egenskaper som aldri er sett før. Takket være den nye teknologien sier Tompkins at vi vil kunne produsere en slitesterk del som er både lett og stor. Forskere mener at produksjon av keramiske deler på en 3D -skriver vil bety et vitenskapelig gjennombrudd, blant annet i produksjonen av sivile produkter.
Den første russiske 3D -satellitten
For øyeblikket produserer 3D -utskriftsteknologi allerede deler med hell ombord på romstasjoner. Men innenlandske eksperter bestemte seg for å gå enda lenger, de bestemte seg umiddelbart for å lage en mikrosatellitt ved hjelp av en 3D -skriver. The Rocket and Space Corporation Energia har laget en satellitt, kroppen, braketten og en rekke andre deler som ble 3D -trykt. Samtidig er en viktig presisering at mikrosatellitten ble opprettet av Energia -ingeniører sammen med studenter ved Tomsk Polytechnic University (TPU). Den første printersatellitten mottok hele navnet "Tomsk-TPU-120" (tallet 120 i navnet til ære for universitetets 120-årsjubileum, som ble feiret i mai 2016). Den ble vellykket lansert i verdensrommet våren 2016 sammen med Progress MS-02-romfartøyet, satellitten ble levert til ISS og deretter skutt ut i verdensrommet. Denne enheten er verdens første og eneste 3D -satellitt.
Satellitten opprettet av TPU -studenter tilhører klassen nanosatellitter (CubSat). Den har følgende dimensjoner 300x100x100 mm. Denne satellitten var det første romfartøyet i verden som hadde et 3D -trykt hus. I fremtiden kan denne teknologien bli et reelt gjennombrudd i opprettelsen av små satellitter, samt gjøre bruken mer tilgjengelig og utbredt. Designet av romfartøyet ble utviklet ved TPU Scientific and Educational Center "Modern Production Technologies". Materialene som satellitten ble laget av ble opprettet av forskere fra Tomsk Polytechnic University og Institute of Strength Physics and Materials Science fra Siberian Branch ved Russian Academy of Sciences. Hovedformålet med satellitten var å teste nye teknologier innen romfartsvitenskap; det vil hjelpe russiske forskere med å teste flere utviklinger ved Tomsk -universitetet og dets partnere.
I følge pressetjenesten ved universitetet var lanseringen av Tomsk-TPU-120 nanosatellitt planlagt gjennomført under romvandringen fra ISS. Satellitten er en ganske kompakt, men samtidig et fullverdig romfartøy utstyrt med batterier, solcellepaneler, radioutstyr ombord og andre enheter. Men hovedfunksjonen var at kroppen var 3D -trykt.
Ulike sensorer av nanosatellitten vil registrere temperaturen om bord, på batterier og kort og parametere for elektroniske komponenter. All denne informasjonen vil da bli overført til Jorden online. Basert på denne informasjonen, vil russiske forskere kunne analysere tilstanden til satellittmaterialene og bestemme om de vil bruke dem til utvikling og konstruksjon av romfartøy i fremtiden. Det skal bemerkes at et viktig aspekt ved utviklingen av små romfartøyer også er opplæring av nytt personell for industrien. I dag, studenter og lærere ved Tomsk Polytechnic University, med egne hender, utvikler, produserer og forbedrer designene til alle slags små romfartøyer, samtidig som de ikke bare får grunnleggende kunnskap av høy kvalitet, men også de nødvendige praktiske ferdighetene. Dette er det som gjør kandidatene ved denne utdanningsinstitusjonen unike spesialister i fremtiden.
Fremtidsplanene til russiske forskere og representanter fra industrien inkluderer opprettelse av en sverm av universitetssatellitter. I dag snakker vi om behovet for å motivere elevene våre til å studere alt som på en eller annen måte er forbundet med plass - det kan være energi, materialer og opprettelse av nye generasjons motorer, etc. Vi diskuterte tidligere at interessen for plass i landet har falmet noe, men den kan gjenopplives. For å gjøre dette er det nødvendig å begynne ikke engang fra en elevbenk, men fra en skole. Dermed har vi begynt på utviklings- og produksjonsveien for CubeSat - små satellitter”, - noterer pressetjenesten til Tomsk Polytechnic Institute med referanse til rektor for denne høyere utdanningsinstitusjonen, Peter Chubik.
