I begyndelsen af august 2016 testede den amerikanske flåde med succes Osprey MV-22 tiltrotor. Dette fly i sig selv er ikke usædvanligt. Twin-rotor-køretøjet har været i tjeneste med den amerikanske flåde i lang tid (det blev taget i brug i anden halvdel af 1980'erne), men for første gang i historien blev kritiske dele installeret på en tiltrotor (flyvesikkerhed afhænger direkte af dem), som var 3D -printet printer.
Til afprøvning trykte det amerikanske militær en beslag til fastgørelse af motoren til tiltrotorens vinge fra titanium ved hjælp af direkte lag-for-lag lasersintring. Samtidig blev der monteret en belastningsmåler på selve beslaget, designet til at registrere en mulig deformation af delen. Hver af de to motorer på Osprey MV-22 tiltrotor er fastgjort til vingen ved hjælp af fire sådanne beslag. På samme tid, på tidspunktet for tiltrotorens første testflyvning, der fandt sted den 1. august 2016, blev der kun installeret et beslag, trykt på en 3D -printer, på det. Tidligere blev det rapporteret, at nacellebeslagene trykt ved hjælp af tredimensionel udskrivning også blev installeret på tiltrotoren.
Udviklingen af de dele, der blev trykt til tiltrotoren, blev udført af US Navy Aviation Combat Operations Center, der ligger ved McGuire-Dix-Lakehurst Joint Base i New Jersey. Flyvetest af Osprey MV-22 med trykte dele blev udført på US Navy Patxent River base, testene blev anerkendt af militæret som fuldstændigt vellykkede. Det amerikanske militær mener, at takket være den udbredte introduktion af tredimensionelt tryk vil teknologi i fremtiden hurtigt og relativt billigt kunne producere reservedele til konvertere. I dette tilfælde kan de nødvendige detaljer udskrives direkte på skibene. Desuden kan de udskrevne dele derefter modificeres for at forbedre ydeevnen for de indbyggede enheder og systemer.
Titanium trykt motorophæng
Det amerikanske militær var interesseret i 3D -printteknologier for et par år siden, men indtil for nylig var 3D -printeres funktionalitet ikke bred nok til rutinemæssigt at blive brugt til at bygge temmelig komplekse dele. Dele til tiltrotoren blev oprettet ved hjælp af en additiv 3D -printer. Delen laves gradvist i lag. Hvert tredje lag titanstøv er bundet med en laser, denne proces gentages så længe det er nødvendigt for at opnå den ønskede form. Efter afslutningen afskæres overskuddet fra delen; det resulterende element er helt klar til brug. Da testene blev gennemført med succes, vil det amerikanske militær ikke stoppe der, de vil bygge 6 mere vigtige strukturelle elementer i tiltrotoren, hvoraf halvdelen også vil være titanium, og det andet - stål.
3D -print i Rusland og verden over
På trods af at printerens produktionstype blev implementeret med succes i USA og Rusland for flere år siden, er oprettelsen af elementer til militært udstyr i færd med at blive afsluttet og testet. Først og fremmest skyldes det de meget høje krav til alle militære produkter, hovedsageligt med hensyn til pålidelighed og holdbarhed. Amerikanerne er imidlertid ikke alene om at gøre fremskridt på dette område. For andet år i træk har russiske designere produceret dele til de udviklede slaggeværer og pistoler ved hjælp af 3D -printteknologi. Nye teknologier sparer værdifuld tegningstid. Og at sætte sådanne dele i drift kan give hurtig udskiftning i marken, i reparationsbataljoner, da der ikke skal vente på reservedele fra fabrikken til de samme tanke eller ubemandede luftfartøjer.
For ubåde vil militære 3D-printere simpelthen være deres guld værd, da i tilfælde af autonom langdistance-navigation, vil udskiftning af dele af ubådene selv give ubåden en næsten uudtømmelig ressource. En lignende situation observeres med skibe, der skal på lange sejladser og isbrydere. De fleste af disse skibe vil modtage droner i den nærmeste fremtid, hvilket i sidste ende vil kræve reparation eller fuldstændig udskiftning. Hvis der vises en 3D -printer på skibet, som gør det muligt hurtigt at udskrive reservedele, kan udstyret om et par timer bruges igen. Under betingelserne for operationens forgængelighed og den høje mobilitet i teatret for militære operationer vil den lokale forsamling af visse dele, samlinger og mekanismer lige på stedet muliggøre opretholdelse af et højt effektivitetsniveau af støtteenheder.
Fiskeørn MV-22
Mens det amerikanske militær lancerer deres konvertiplaner, har russiske producenter af Armata -tanken allerede for andet år brugt en industriel printer i Uralvagonzavod. Med dens hjælp produceres dele til pansrede køretøjer samt civile produkter. Men indtil videre bruges sådanne dele kun til prototyper, for eksempel blev de brugt til oprettelsen af Armata -tanken og dens test. I Kalashnikov -bekymringen såvel som på TsNIITOCHMASH laver designere efter ordre fra det russiske militær forskellige dele af håndvåben af metal- og polymerchips ved hjælp af 3D -printere. Tula Instrument Design Bureau opkaldt efter Shipunov, den berømte CPB, der er kendt for et rigt sortiment af fremstillede våben: fra pistoler til højpræcisionsmissiler, hænger ikke bag på dem. For eksempel er en lovende pistol og et ADS-overfaldsgevær, der er beregnet til at erstatte AK74M- og APS-specialstyrkerne, sammensat af højstyrke plastdele, der er trykt på en printer. For nogle militære produkter har CPB allerede været i stand til at skabe forme; i øjeblikket er den serielle samling af produkter under udarbejdelse.
Under de forhold, hvor der observeres et nyt våbenkapløb i verden, bliver tidspunktet for frigivelse af nye våbentyper vigtigt. For eksempel i pansrede køretøjer tager det normalt kun et år eller to at oprette en model og overføre den fra tegninger til en prototype. Ved udvikling af ubåde er denne periode allerede 2 gange længere. "3D -printteknologien vil reducere tidsperioden med flere gange til flere måneder," bemærker Alexey Kondratyev, en ekspert inden for flåden. - Designere vil kunne spare tid på tegninger, når de designer en 3D -model på en computer og straks lave en prototype af den ønskede del. Meget ofte omarbejdes dele under hensyntagen til de udførte tests og under revision. I dette tilfælde kan du frigive samlingen i stedet for delen og kontrollere alle de mekaniske egenskaber, hvordan delene interagerer med hinanden. I sidste ende vil timingen af prototyping give designere mulighed for at reducere den samlede tid for den første færdige prøve til at komme ind i testfasen. I dag tager det cirka 15-20 år at oprette en ny generation atomubåd: fra en skitse til den sidste skrue under montering. Med den videre udvikling af industrielt tredimensionelt tryk og lanceringen af masseproduktion af dele på denne måde kan tidsrammen reduceres med mindst 1,5-2 gange."
Ifølge eksperter er moderne teknologier nu et til to år væk fra masseproduktion af titaniumdele på 3D -printere. Det er sikkert at sige, at ved udgangen af 2020 vil militære repræsentanter ved virksomhederne i det militær-industrielle kompleks acceptere udstyr, der vil blive samlet med 30-50% ved hjælp af 3D-printteknologier. Samtidig er den største betydning for forskere skabelsen af keramiske dele på en 3D-printer, der kendetegnes ved høj styrke, lethed og varmebeskyttende egenskaber. Dette materiale er meget udbredt i rum- og luftfartsindustrien, men det kan bruges i endnu større mængder. For eksempel åbner oprettelsen af en keramisk motor på en 3D -printer horisonten for oprettelsen af hypersoniske fly. Med en sådan motor kunne et passagerfly flyve fra Vladivostok til Berlin på et par timer.
Det rapporteres også, at amerikanske forskere har opfundet en harpiksformel specielt til udskrivning i 3D -printere. Værdien af denne formel ligger i den høje styrke af de materialer, der fremstilles derfra. For eksempel kan et sådant materiale modstå kritiske temperaturer, der overstiger 1700 grader Celsius, hvilket er ti gange højere end modstanden i mange moderne materialer. Stephanie Tompkins, direktør for Science for Advanced Defense Research, vurderer, at nye materialer, der er skabt med 3D -printere, vil have unikke kombinationer af egenskaber og egenskaber, der aldrig er set før. Takket være den nye teknologi siger Tompkins, at vi vil kunne producere en holdbar del, der er både let og enorm. Forskere mener, at produktion af keramiske dele på en 3D -printer vil betyde et videnskabeligt gennembrud, herunder i produktionen af civile produkter.
Den første russiske 3D -satellit
I øjeblikket producerer 3D -printteknologi allerede med succes dele direkte ombord på rumstationer. Men indenlandske eksperter besluttede at gå endnu længere, de besluttede straks at oprette en mikrosatellit ved hjælp af en 3D -printer. Rocket and Space Corporation Energia har skabt en satellit, kroppen, beslaget og en række andre dele, som blev 3D -printet. Samtidig er en vigtig præcisering, at mikrosatellitten blev skabt af Energia -ingeniører sammen med studerende ved Tomsk Polytechnic University (TPU). Den første printersatellit modtog det fulde navn "Tomsk-TPU-120" (tallet 120 i navnet til ære for universitetets 120-års jubilæum, som blev fejret i maj 2016). Det blev med succes sendt i rummet i foråret 2016 sammen med Progress MS-02-rumfartøjet, satellitten blev leveret til ISS og derefter lanceret i rummet. Denne enhed er verdens første og eneste 3D -satellit.
Satellitten oprettet af TPU -studerende tilhører klassen af nanosatellitter (CubSat). Den har følgende dimensioner 300x100x100 mm. Denne satellit var det første rumfartøj i verden, der havde en 3D -printet krop. I fremtiden kan denne teknologi blive et reelt gennembrud i oprettelsen af små satellitter samt gøre deres anvendelse mere tilgængelig og udbredt. Rumfartøjets design blev udviklet på TPU Scientific and Educational Center "Modern Production Technologies". Materialerne, hvorfra satellitten blev lavet, blev skabt af forskere fra Tomsk Polytechnic University og Institute of Strength Physics and Materials Science fra den sibiriske gren ved det russiske videnskabsakademi. Hovedformålet med satellitten var at teste nye teknologier inden for rummaterialevidenskab; det vil hjælpe russiske forskere med at teste flere udviklinger på Tomsk -universitetet og dets partnere.
Ifølge pressetjenesten på universitetet var lanceringen af Tomsk-TPU-120 nanosatellitten planlagt til at blive gennemført under rumvandringen fra ISS. Satellitten er en temmelig kompakt, men samtidig et fuldgyldigt rumfartøj udstyret med batterier, solpaneler, radioudstyr ombord og andre enheder. Men dens hovedtræk var, at dens krop var 3D -printet.
Forskellige sensorer af nanosatellitten registrerer temperaturen om bord, på batterier og tavler og parametre for elektroniske komponenter. Alle disse oplysninger vil derefter blive overført til Jorden online. Baseret på disse oplysninger vil russiske forskere være i stand til at analysere tilstanden af satellitmaterialerne og beslutte, om de vil bruge dem til udvikling og konstruktion af rumfartøjer i fremtiden. Det skal bemærkes, at et vigtigt aspekt ved udviklingen af små rumfartøjer også er uddannelse af nyt personale til industrien. I dag udvikler, producerer og forbedrer designerne af alle slags små rumfartøjer studerende og lærere ved Tomsk Polytechnic University med deres egne hænder, samtidig med at de ikke kun får grundlæggende viden af høj kvalitet, men også de nødvendige praktiske færdigheder. Det er det, der gør kandidaterne fra denne uddannelsesinstitution unikke specialister i fremtiden.
Fremtidige planer for russiske forskere og repræsentanter for industrien omfatter oprettelse af en sværm af universitetssatellitter.”I dag taler vi om behovet for at motivere vores elever til at studere alt det, der på en eller anden måde er forbundet med rummet - det kan være energi, materialer og oprettelse af nye generations motorer osv. Vi diskuterede tidligere, at interessen for rum i landet er falmet noget, men det kan genoplives. For at gøre dette er det nødvendigt at starte ikke engang fra en elevbænk, men fra en skole. Således er vi gået i gang med udviklingen og produktionen af CubeSat - små satellitter”, - bemærker pressetjenesten fra Tomsk Polytechnic Institute med henvisning til rektor for denne højere uddannelsesinstitution, Peter Chubik.
