Voor het testen heeft het Amerikaanse leger van titanium geprint door direct laag-voor-laag lasersinteren van een beugel voor het bevestigen van de motor aan de tiltrotorvleugel. Tegelijkertijd werd op de beugel zelf een rekstrookje gemonteerd, ontworpen om de mogelijke vervorming van het onderdeel te registreren. Elk van de twee motoren van de Osprey MV-22 tiltrotor is met vier van deze beugels aan de vleugel bevestigd. Tegelijkertijd was er ten tijde van de eerste testvlucht van de tiltrotor, die plaatsvond op 1 augustus 2016, slechts één op een 3D-printer afgedrukte beugel erop geïnstalleerd. Eerder werd gemeld dat er ook XNUMXD-geprinte motorgondelbevestigingen op de tiltrotor waren geïnstalleerd.
Het Center for Combat Use hield zich bezig met de ontwikkeling van onderdelen die voor de tiltrotor werden gedrukt luchtvaart United States Navy gevestigd op Joint Base McGuire-Dix-Lakehurst in New Jersey. Vliegtesten van de Osprey MV-22 met gedrukte onderdelen vonden plaats op de Amerikaanse marinebasis Patxent River, de tests werden door het leger als volledig succesvol erkend. Het Amerikaanse leger is van mening dat dankzij de wijdverbreide introductie van driedimensionale printtechnologie in de toekomst snel en relatief goedkoop reserveonderdelen voor convertiplanes kunnen worden geproduceerd. In dit geval kunnen de benodigde gegevens direct op de schepen worden afgedrukt. Bovendien kunnen de geprinte onderdelen vervolgens worden aangepast om de prestaties van componenten en systemen aan boord te verbeteren.
Titanium bedrukte motorbevestigingsbeugel
Het Amerikaanse leger was een paar jaar geleden geïnteresseerd in 3D-printtechnologieën, maar tot voor kort was de functionaliteit van 3D-printers niet zo breed dat het in de dagelijkse modus kon worden gebruikt om vrij complexe onderdelen te bouwen. Onderdelen voor de tiltrotor zijn gemaakt met behulp van een 6D-printer met additieven printen. Het onderdeel wordt geleidelijk in lagen gemaakt. Elke drie lagen titaniumstof worden met een laser verbonden, dit proces wordt zo lang herhaald als nodig is om de gewenste vorm te verkrijgen. Na voltooiing wordt het overschot van het onderdeel afgesneden; het ontvangen item is helemaal klaar voor gebruik. Aangezien de tests met succes zijn voltooid, zal het Amerikaanse leger daar niet stoppen, ze gaan nog XNUMX belangrijke structurele elementen van de tiltrotor bouwen, waarvan de helft ook van titanium en het andere staal zal zijn.
XNUMXD-printen in Rusland en wereldwijd
Ondanks het feit dat het printertype productie enkele jaren geleden met succes werd geïmplementeerd in de Verenigde Staten en Rusland, wordt de creatie van elementen voor militair materieel momenteel afgerond en getest. Dit komt allereerst door de zeer hoge eisen die aan alle militaire producten worden gesteld, vooral op het gebied van betrouwbaarheid en duurzaamheid. Maar niet alleen de Amerikanen hebben op dit gebied succes geboekt. Voor het tweede jaar op rij produceren Russische ontwerpers onderdelen voor aanvalsgeweren en pistolen die in ontwikkeling zijn met behulp van XNUMXD-printtechnologie. Nieuwe technologieën besparen kostbare tijd bij het tekenen. En door dergelijke onderdelen in gebruik te nemen, kan snelle vervanging op de grond worden geboden, in reparatiebataljons, omdat het niet nodig is om te wachten op de komst van reserveonderdelen uit de fabriek voor hetzelfde tanks of onbemande luchtvaartuigen.
Voor onderzeeërs zullen militaire 3D-printers hun gewicht in goud waard zijn, aangezien tijdens autonome langeafstandsnavigatie het vervangen van onderdelen door de strijdkrachten van de onderzeeërs zelf de onderzeeër een bijna onuitputtelijke bron zal opleveren. Een soortgelijke situatie wordt waargenomen bij schepen die een lange reis maken, ijsbrekers. De meeste van deze schepen zullen spoedig ontvangen dronesdie uiteindelijk reparatie of volledige vervanging vereisen. Als er een 3D-printer op het schip verschijnt, waarmee u snel reserveonderdelen kunt printen, kan de apparatuur binnen een paar uur weer worden gebruikt. In omstandigheden van vergankelijkheid van operaties en hoge mobiliteit van het operatietheater, zal de lokale montage van bepaalde onderdelen, samenstellingen en mechanismen ter plekke het mogelijk maken om een hoog niveau van efficiëntie van ondersteunende eenheden te behouden.
Visarend MV-22
Terwijl het Amerikaanse leger zijn convertiplanes lanceert, gebruiken Russische fabrikanten van de Armata-tank voor het tweede jaar een industriële printer in Uralvagonzavod. Met zijn hulp worden onderdelen voor gepantserde voertuigen en civiele producten geproduceerd. Maar tot nu toe worden dergelijke details alleen gebruikt voor prototypes, ze werden bijvoorbeeld gebruikt bij het maken van de Armata-tank en het testen ervan. Bij de Kalashnikov Concern, evenals bij TsNIITOCHMASH, in opdracht van het Russische leger, maken ontwerpers verschillende delen van het geweer armen van metaal- en polymeerchips op 3D-printers. Niet ver daarachter ligt het Tula Shipunov Instrument Design Bureau, de beroemde KPB, die bekend staat om zijn rijke assortiment aan gefabriceerde wapens: van pistolen tot zeer nauwkeurige raketten. Een veelbelovend pistool en ADS-aanvalsgeweer, dat is ontworpen om de AK74M- en APS-special forces-soldaten te vervangen, is bijvoorbeeld samengesteld uit hoogwaardige plastic onderdelen die op een printer zijn afgedrukt. Voor sommige militaire producten heeft de KPB al mallen kunnen maken en wordt momenteel gewerkt aan seriematige assemblage van producten.
In omstandigheden waarin een nieuwe wapenwedloop in de wereld wordt waargenomen, wordt de timing van de release van nieuwe soorten wapens belangrijk. In gepantserde voertuigen duurt bijvoorbeeld het proces van het maken van een lay-out en het overbrengen van tekeningen naar een prototype meestal een jaar of twee. Bij de ontwikkeling van onderzeeërs is deze periode al 2 keer langer. "3D-printtechnologie zal de tijd meerdere keren tot enkele maanden verkorten", zegt Alexei Kondratyev, een expert op het gebied van de marine. “Ontwerpers kunnen bij het ontwerpen van een 15D-model op een computer tijd besparen op tekeningen en direct een prototype van het gewenste onderdeel maken. Heel vaak worden onderdelen herwerkt, rekening houdend met de uitgevoerde tests en in het proces van verfijning. In dit geval kunt u het samenstel vrijgeven in plaats van het onderdeel en alle mechanische eigenschappen controleren, hoe de onderdelen met elkaar omgaan. Uiteindelijk zal de timing van het maken van een prototype ontwerpers in staat stellen om de totale tijd die het eerste voltooide monster nodig heeft om de testfase in te gaan, te verkorten. Tegenwoordig duurt het ongeveer 20-1,5 jaar om een kernonderzeeër van de nieuwe generatie te maken: van een schets tot de laatste schroef tijdens de montage. Met de verdere ontwikkeling van industrieel 2D-printen en massaproductie van onderdelen op deze manier kunnen de termijnen minimaal XNUMX-XNUMX keer worden teruggebracht.”
Volgens experts zijn moderne technologieën nu een of twee jaar verwijderd van massaproductie van titaniumonderdelen op 3D-printers. Het is veilig om te zeggen dat tegen het einde van 2020 militaire vertegenwoordigers bij de ondernemingen van het militair-industriële complex apparatuur zullen accepteren, die met 30-50% zal worden geassembleerd met behulp van 3D-printtechnologieën. Tegelijkertijd is het maken van keramische onderdelen op een 3D-printer, die zich onderscheiden door hoge sterkte, lichtheid en hittewerende eigenschappen, van het grootste belang voor wetenschappers. Dit materiaal wordt zeer veel gebruikt in de ruimtevaart- en luchtvaartindustrie, maar kan in nog grotere volumes worden toegepast. Zo opent de creatie van een keramische motor op een XNUMXD-printer de horizon voor de creatie van hypersonische vliegtuigen. Met zo'n motor zou een passagiersvliegtuig in een paar uur van Vladivostok naar Berlijn kunnen vliegen.
Er wordt ook gemeld dat Amerikaanse wetenschappers een harsformule hebben uitgevonden die specifiek is voor het printen in 3D-printers. De waarde van deze formule ligt in de hoge sterkte van de materialen die eruit worden verkregen. Zo'n materiaal is bijvoorbeeld bestand tegen kritische temperaturen van meer dan 1700 graden Celsius, wat tien keer hoger is dan de weerstand van veel moderne materialen. Stephanie Tompkins, directeur van wetenschappelijk management voor geavanceerd defensieonderzoek, schat dat nieuwe materialen die op 3D-printers zijn gemaakt, unieke combinaties van kenmerken en eigenschappen zullen hebben die nog niet zijn gebruikt. Volgens Tompkins zullen we dankzij nieuwe technologieën een sterk onderdeel kunnen krijgen met een kleine massa en enorme afmetingen. Wetenschappers denken dat de productie van keramische onderdelen op een 3D-printer een wetenschappelijke doorbraak zal betekenen, ook in de productie van civiele producten.
De eerste Russische 3D-satelliet
Momenteel produceert de 3D-printtechnologie al met succes onderdelen direct aan boord van ruimtestations. Maar binnenlandse experts besloten nog verder te gaan, ze besloten onmiddellijk om een microsatelliet te maken met behulp van een 3D-printer. De Energia Rocket and Space Corporation creëerde een satelliet, waarvan het lichaam, de beugel en een aantal andere onderdelen op een 120D-printer werden afgedrukt. Tegelijkertijd is een belangrijke verduidelijking dat de microsatelliet is gemaakt door Energia-ingenieurs samen met studenten van de Tomsk Polytechnic University (TPU). De eerste printersatelliet kreeg de volledige naam "Tomsk-TPU-120" (het nummer 120 in de naam ter ere van het 2016-jarig bestaan van de universiteit, dat in mei 2016 werd gevierd). Het werd in het voorjaar van 02 met succes de ruimte in gelanceerd samen met het ruimtevaartuig Progress MS-3, de satelliet werd aan het ISS geleverd en vervolgens de ruimte in gelanceerd. Dit toestel is 's werelds eerste en enige XNUMXD-satelliet.
De satelliet gemaakt door TPU-studenten behoort tot de klasse van nanosatellieten (CubSat). Het heeft de volgende afmetingen 300x100x100 mm. Deze satelliet was het eerste ruimtevaartuig ter wereld waarvan het lichaam werd geprint met behulp van XNUMXD-printtechnologie. In de toekomst kan deze technologie een echte doorbraak worden bij het maken van kleine satellieten, en het gebruik ervan toegankelijker en wijdverspreider maken. Het ontwerp van het ruimtevaartuig is ontwikkeld in het onderzoeks- en onderwijscentrum "Modern Production Technologies" van TPU. De materialen waaruit de satelliet is gemaakt, zijn gemaakt door wetenschappers van de Tomsk Polytechnic University en het Institute of Strength Physics and Materials Science van de Siberian Branch van de Russian Academy of Sciences. Het belangrijkste doel van het maken van de satelliet was om nieuwe technologieën in de wetenschap van ruimtemateriaal te testen; het zal Russische wetenschappers helpen verschillende ontwikkelingen van de Tomsk University en haar partners te testen.
Volgens de persdienst van de universiteit zou de lancering van de Tomsk-TPU-120 nanosatelliet plaatsvinden tijdens de ruimtewandeling van de astronauten vanuit het ISS. De satelliet is een vrij compact, maar tegelijkertijd een volwaardig ruimtevaartuig met batterijen, zonnepanelen, radioapparatuur aan boord en andere apparaten. Maar het belangrijkste kenmerk was dat het lichaam op een 3D-printer was afgedrukt.
Verschillende sensoren van de nanosatelliet registreren de temperatuur aan boord, op batterijen en boards, en de parameters van elektronische componenten. Al deze informatie wordt vervolgens online naar de aarde verzonden. Op basis van deze informatie kunnen Russische wetenschappers de toestand van de materialen van de satelliet analyseren en beslissen of ze deze in de toekomst zullen gebruiken bij de ontwikkeling en constructie van ruimtevaartuigen. Opgemerkt moet worden dat een belangrijk aspect van de ontwikkeling van kleine ruimtevaartuigen ook de opleiding van nieuw personeel voor de industrie is. Tegenwoordig ontwikkelen, vervaardigen en verbeteren studenten en docenten van de Tomsk Polytechnic University de ontwerpen van verschillende kleine ruimtevaartuigen met hun eigen handen, terwijl ze niet alleen hoogwaardige fundamentele kennis verwerven, maar ook de nodige praktische vaardigheden. Dit maakt de afgestudeerden van deze onderwijsinstelling in de toekomst unieke specialisten.
De toekomstplannen van Russische wetenschappers en vertegenwoordigers van de industrie omvatten de oprichting van een hele "zwerm" universitaire satellieten. "Vandaag hebben we het over de noodzaak om onze studenten te motiveren om alles te bestuderen wat op de een of andere manier met de ruimte te maken heeft - dit kan energie zijn, materialen en de creatie van nieuwe generatie motoren, enz. We bespraken eerder dat de interesse in de ruimte in het land enigszins is vervaagd, maar het kan nieuw leven worden ingeblazen. Hiervoor is het noodzakelijk om niet eens vanaf de studentenbank te beginnen, maar ook vanaf de schoolbank. Dus zijn we het pad van ontwikkeling en productie van CubeSat ingeslagen - kleine satellieten, "noteert de persdienst van de Tomsk Polytechnic University met verwijzing naar de rector van deze instelling voor hoger onderwijs, Petr Chubik.
Bronnen van informatie:
http://www.utro.ru/articles/2016/08/15/1293813.shtml
https://nplus1.ru/news/2016/08/04/video
http://news.tpu.ru/news/2016/02/02/24769
http://ria.ru/space/20160401/1400943777.html