2016. aasta augusti alguses katsetas USA merevägi edukalt rotori Osprey MV-22. See lennuk ise pole ebatavaline. Kahe rootoriga sõiduk on Ameerika mereväes kasutusel olnud pikka aega (see võeti kasutusele 1980. aastate teisel poolel), kuid esimest korda ajaloos paigaldati kriitilised osad rototorile (lennuohutus sõltub otseselt neist), mis olid 3D -prinditud printerid.
Katsetamiseks trükkis USA sõjavägi titaanist mootori kinnitamiseks rototori tiiva külge kronsteini, kasutades otsest kiht-kihilt laserpaagutamist. Samal ajal paigaldati kronsteinile ka pingutusmõõtur, mille eesmärk oli registreerida detaili võimalikku deformatsiooni. Kõik Osprey MV-22 rototori kaks mootorit on tiiva külge kinnitatud nelja sellise sulgu abil. Samal ajal paigaldati 1. augustil 2016 toimunud rototori esimese katselennu ajal sellele ainult üks 3D -printeriga trükitud klamber. Varem teatati, et kolmemõõtmelise printimise meetodil trükitud torkekinnitused paigaldati ka rototorile.
Tiltrotori jaoks trükitud osade väljatöötamise viis läbi USA mereväe lennunduslahingute operatsioonide keskus, mis asub New Jersey osariigis McGuire-Dix-Lakehursti ühisbaasis. Trükitud osadega Osprey MV-22 lennutestid viidi läbi USA mereväe Patxent Riveri baasis, sõjavägi tunnistas katsed täiesti õnnestunuks. Ameerika sõjavägi usub, et tänu kolmemõõtmelise printimise laialdasele kasutuselevõtule suudab tehnoloogia tulevikus kiiresti ja suhteliselt odavalt toota muundurite varuosi. Sellisel juhul saab vajalikud andmed trükkida otse laevadele. Lisaks saab trükitud osi seejärel muuta, et parandada pardal olevate sõlmede ja süsteemide toimivust.
Titaanprindiga mootorikinnitus
USA sõjavägi oli paar aastat tagasi huvitatud 3D -printimistehnoloogiatest, kuid kuni viimase ajani ei olnud 3D -printerite funktsionaalsus piisavalt lai, et seda rutiinselt kasutada üsna keerukate osade ehitamiseks. Tiltrotori osad loodi 3D -printeri abil. Osa valmistatakse järk -järgult kihtidena. Iga kolm kihti titaanitolmu kinnitatakse laseriga, seda protsessi korratakse nii kaua, kui see on vajalik soovitud kuju saamiseks. Pärast valmimist lõigatakse liigne osa ära; saadud element on täielikult kasutusvalmis. Kuna katsed viidi edukalt lõpule, ei peatu Ameerika sõjavägi sellega, nad ehitavad 6 tähtsamat rototori konstruktsioonielementi, millest pool on samuti titaanist ja teine terasest.
3D printimine Venemaal ja kogu maailmas
Hoolimata asjaolust, et printeritüüpi toodangut rakendati USAs ja Venemaal edukalt mitu aastat tagasi, on sõjatehnika elementide loomine pooleli ja testimisel. Esiteks on selle põhjuseks väga kõrged nõuded kõikidele sõjaväetoodetele, peamiselt töökindluse ja vastupidavuse osas. Siiski pole ameeriklased selles vallas edusamme teinud üksi. Vene disainerid toodavad juba teist aastat järjest osi väljatöötatud ründerelvade ja püstolite jaoks, kasutades 3D -printimise tehnoloogiat. Uued tehnoloogiad säästavad väärtuslikku joonistamisaega. Ja selliste osade voogesitamine võib pakkuda kiiret asendust põllul, remondipataljonides, kuna pole vaja oodata tehasest samade tankide või mehitamata õhusõidukite varuosi.
Allveelaevade jaoks on sõjaväelised 3D-printerid lihtsalt kulla väärt, sest autonoomse kaugliikluse korral annab allveelaevade osade asendamine allveelaevale peaaegu ammendamatu ressursi. Sarnast olukorda täheldatakse laevade ja jäämurdjatega. Enamik neist laevadest saab lähitulevikus droone, mis lõpuks vajavad remonti või täielikku väljavahetamist. Kui laevale ilmub 3D -printer, mis võimaldab varuosi kiiresti printida, saab mõne tunni pärast seadet uuesti kasutada. Operatsioonide mööduvuse ja sõjaliste operatsioonide teatri suure liikuvuse tingimustes võimaldab kohapealne teatavate osade, sõlmede ja mehhanismide kokkupanek kohapeal säilitada toetusüksuste kõrge efektiivsuse.
Osprey MV-22
Sel ajal, kui USA sõjavägi oma kabroneid välja laseb, kasutavad Venemaa Armata tanki tootjad Uralvagonzavodis juba teist aastat tööstusprinterit. Tema abiga toodetakse soomukite osi, aga ka tsiviilotstarbelisi tooteid. Kuid siiani kasutatakse selliseid osi ainult prototüüpide jaoks, näiteks kasutati neid Armata tanki loomisel ja selle katsetustel. Kalašnikovi kontsernis ja ka TsNIITOCHMASHis valmistavad disainerid Vene sõjaväe tellimusel 3D -printerite abil metall- ja polümeerkiipidest erinevaid väikerelvade osi. Shipunovi nime saanud Tula instrumentaaldisainibüroo, kuulus CPB, mis on tuntud rikkaliku toodetud relvavaliku poolest: püstolitest kuni ülitäpsete rakettideni, ei jää neist maha. Näiteks paljulubav püstol ja ründerelv ADS, mis on mõeldud AK74M ja APS erivägede asendamiseks, on kokku pandud ülitugevatest plastosadest, mis on trükitud printerile. Mõne sõjalise toodangu jaoks on CPB juba suutnud vormid luua; praegu on väljatöötamisel toodete seeriakomplekt.
Tingimustes, kus maailmas täheldatakse uut võidurelvastumist, muutub oluliseks uut tüüpi relvade vabastamise ajastus. Näiteks soomukites võtab tavaliselt aasta või kaks aega ainult mudeli loomise ja joonistelt prototüübile ülekandmise protsessi. Allveelaevade arendamisel on see periood juba 2 korda pikem. "3D -printimise tehnoloogia lühendab ajavahemikku mitu korda mitme kuuni," märgib mereväe ekspert Aleksei Kondratjev. - Disainerid saavad arvutis 3D -mudeli kujundamisel jooniste pealt aega säästa ja soovitud osast kohe prototüübi teha. Väga sageli töödeldakse osi ümber, võttes arvesse läbiviidud katseid ja läbivaatamise käigus. Sel juhul saate detaili asemel komplekti vabastada ja kontrollida kõiki mehaanilisi omadusi, kuidas osad omavahel suhtlevad. Lõppkokkuvõttes võimaldab prototüüpimise ajastus disaineritel lühendada esimese valmis proovi testimisetappi sisenemise koguaega. Tänapäeval kulub uue põlvkonna tuumaallveelaeva loomiseks umbes 15-20 aastat: eskiisist kuni viimase kruvini kokkupaneku ajal. Tööstusliku kolmemõõtmelise printimise edasiarendamise ja osade masstootmise käivitamisega saab seda ajavahemikku vähendada vähemalt 1,5-2 korda."
Ekspertide sõnul on nüüdisaegsed tehnoloogiad titaandetailide masstootmisest 3D -printeritel üks kuni kaks aastat eemal. Võib kindlalt väita, et 2020. aasta lõpuks võtavad sõjaväe esindajad sõjatööstuskompleksi ettevõtetes vastu seadmeid, mis monteeritakse 30–50% 3D-printimistehnoloogia abil. Samal ajal on teadlaste jaoks suurim tähtsus keraamiliste osade loomine 3D-printeril, mis eristuvad suure tugevuse, kerguse ja kuumuskindlate omaduste poolest. Seda materjali kasutatakse kosmoses ja lennunduses väga laialdaselt, kuid seda saab kasutada isegi suuremates kogustes. Näiteks keraamilise mootori loomine 3D -printeril avab silmapiiri hüpersooniliste lennukite loomiseks. Sellise mootoriga saaks reisilennuk Vladivostokist Berliini lennata paari tunniga.
Samuti teatatakse, et Ameerika teadlased on leiutanud vaiguvalemi, mis on spetsiaalselt trükitud 3D -printerites. Selle valemi väärtus seisneb sellest saadud materjalide suures tugevuses. Näiteks võib selline materjal taluda kriitilisi temperatuure, mis ületavad 1700 kraadi Celsiuse järgi, mis on kümme korda suurem kui paljude kaasaegsete materjalide vastupidavus. Arenenud kaitseuuringute teadusdirektor Stephanie Tompkins hindab, et 3D -printeritega loodud uutel materjalidel on unikaalsed omadused ja omadused, mida pole varem nähtud. Tänu uuele tehnoloogiale ütleb Tompkins, et suudame toota vastupidava osa, mis on nii kerge kui ka tohutu. Teadlased usuvad, et keraamiliste osade tootmine 3D -printeril tähendab teaduslikku läbimurret, sealhulgas tsiviiltoodete tootmisel.
Esimene Vene 3D satelliit
Praegu toodab 3D -printimise tehnoloogia juba edukalt osi otse kosmosejaamade pardal. Kuid kodumaised eksperdid otsustasid minna veelgi kaugemale, otsustasid nad kohe luua 3D -printeri abil mikrosatelliidi. Rakettide ja Kosmose Korporatsioon Energia on loonud satelliidi, mille korpus, klamber ja mitmed muud osad trükiti 3D -vormingus. Samas on oluline täpsustus see, et mikrosatelliidi lõid Energia insenerid koos Tomski polütehnilise ülikooli (TPU) tudengitega. Esimene printerisatelliit sai täisnime "Tomsk-TPU-120" (number 120 nimes ülikooli 120. aastapäeva auks, mida tähistati 2016. aasta mais). See saadeti edukalt kosmosesse 2016. aasta kevadel koos kosmoselaevaga Progress MS-02, satelliit toimetati ISS-i ja seejärel kosmosesse. See seade on maailma esimene ja ainus 3D -satelliit.
TPÜ tudengite loodud satelliit kuulub nanosatelliitide (CubSat) klassi. Selle mõõtmed on 300x100x100 mm. See satelliit oli esimene kosmoselaev maailmas, millel oli 3D -prinditud korpus. Tulevikus võib see tehnoloogia saada tõeliseks läbimurdeks väikeste satelliitide loomisel, samuti muuta nende kasutamine kättesaadavamaks ja laialdasemaks. Kosmoseaparaadi disain töötati välja TPÜ teadus- ja hariduskeskuses "Kaasaegsed tootmistehnoloogiad". Materjalid, millest satelliit tehti, lõid Tomski Polütehnilise Ülikooli ja Venemaa Teaduste Akadeemia Siberi filiaali tugevusfüüsika ja materjaliteaduse instituudi teadlased. Satelliidi peamine eesmärk oli katsetada kosmosematerjaliteaduse uusi tehnoloogiaid; see aitab vene teadlastel katsetada mitmeid Tomski ülikooli ja selle partnerite arenguid.
Ülikooli pressiteenistuse andmetel oli plaanis Tomsk-TPU-120 nanopaatelliidi käivitamine läbi viia ISSilt kosmosesõidu ajal. Satelliit on üsna kompaktne, kuid samal ajal täieõiguslik kosmoseaparaat, mis on varustatud patareide, päikesepaneelide, pardal olevate raadioseadmete ja muude seadmetega. Kuid selle peamine omadus oli see, et selle korpus oli 3D -trükitud.
Erinevad nanosatelliidi andurid registreerivad pardal, patareidel ja tahvlitel oleva temperatuuri ning elektrooniliste komponentide parameetreid. Kogu see teave edastatakse seejärel Maale võrgus. Selle teabe põhjal saavad Vene teadlased analüüsida satelliidimaterjalide seisundit ja otsustada, kas nad kasutavad neid tulevikus kosmoseaparaatide arendamisel ja ehitamisel. Tuleb märkida, et väikeste kosmoseaparaatide arendamise oluline aspekt on ka tööstusharu uute töötajate koolitamine. Tänapäeval arendavad, toodavad ja täiustavad Tomski polütehnilise ülikooli üliõpilased ja õpetajad oma kätega igasuguste väikeste kosmoseaparaatide konstruktsioone, omandades samal ajal mitte ainult kvaliteetseid põhiteadmisi, vaid ka vajalikke praktilisi oskusi. See teebki selle õppeasutuse lõpetajad tulevikus ainulaadseteks spetsialistideks.
Venemaa teadlaste ja tööstusharu esindajate tulevikuplaanid hõlmavad ülikoolisatelliitide parve loomist. „Täna räägime vajadusest motiveerida oma õpilasi uurima kõike, mis ühel või teisel viisil on seotud ruumiga - see võib olla energia, materjalid ja uue põlvkonna mootorite loomine jne. Arutasime varem, et huvi kosmose vastu riigis on mõnevõrra tuhmunud, kuid seda saab taaselustada. Selleks on vaja alustada isegi mitte õpilase pingist, vaid koolipingist. Nii oleme asunud CubeSati - väikeste satelliitide - arendamise ja tootmise teele”, - märgib Tomski polütehnilise instituudi pressiteenistus viitega selle kõrgkooli rektorile Peter Chubikule.
