2016-жылдын август айынын башында АКШнын Аскер-деңиз флоту Osprey MV-22 тилтроторун ийгиликтүү сынаган. Бул учактын өзү адаттан тыш эмес. Кош роторлуу унаа Американын деңиз флотунда көп убакыттан бери кызматта болгон (ал 1980-жылдардын экинчи жарымында колдонууга берилген), бирок тарыхта биринчи жолу критикалык бөлүктөр тилтроторго орнотулган (учуу коопсуздугу) түздөн -түз көз каранды), алар 3D принтери болгон.
Сыноо үчүн, АКШнын аскерлери түздөн-түз катмарлуу лазердик агломерацияны колдонуп, кыймылдаткычты титротордун канатына тиркөө үчүн кронштейн басып чыгарышты. Ошол эле учурда, бөлүктүн мүмкүн болгон деформациясын каттоо үчүн иштелип чыккан кронштейнге орнотулган. Оспрей MV-22 тилтроторунун эки кыймылдаткычынын ар бири канатка ушундай төрт кашаанын жардамы менен бекитилет. Ошол эле учурда, 2016 -жылдын 1 -августунда болгон тилтротордун биринчи сыноо учушу учурунда, ага 3D принтерде басылган бир гана кронштейн орнотулган. Мурда маалымдалгандай, үч өлчөмдүү басып чыгаруу ыкмасы менен басылган тумбочкалар да тилтроторго орнотулган.
Тилоторго басылган тетиктерди иштеп чыгууну Нью-Жерсидеги МакГуайр-Дикс-Лейкхурст биргелешкен базасында жайгашкан АКШнын Аскер-деңиз күчтөрүнүн авиациялык согуштук операциялар борбору ишке ашырды. Басма бөлүктөрү бар Оспри MV-22 учуу сыноолору АКШнын Аскер-деңиз флотунун Патксент дарыясынын базасында өткөрүлгөн, сыноолор армия тарабынан толугу менен ийгиликтүү деп табылган. Америкалык аскерлер үч өлчөмдүү басып чыгарууну кеңири жайылтуунун аркасында келечекте технология конвертерлер үчүн тетиктерди тез жана салыштырмалуу арзан өндүрө алат деп ишенет. Мында керектүү деталдар түздөн -түз кемелерде басылышы мүмкүн. Мындан тышкары, басылган бөлүктөрдү борттогу тетиктердин жана тутумдардын иштөөсүн жакшыртуу максатында өзгөртүүгө болот.
Титан басылган мотор кронштейн
АКШнын аскерлери бир нече жыл мурун 3D басып чыгаруу технологияларына кызыккан, бирок акыркы мезгилге чейин, 3D принтерлердин функционалдуулугу өтө татаал бөлүктөрдү куруу үчүн дайыма колдонула турганчалык кенен эмес болчу. Тилотордун бөлүктөрү 3D принтеринин жардамы менен түзүлгөн. Бөлүм акырындык менен катмарларда жасалат. Титан чаңынын ар бир үч катмары лазер менен байланат, бул процесс керектүү формага жетүү үчүн зарыл болгончо кайталанат. Бүткөндөн кийин ашыкча бөлүгү кесилет; алынган элемент колдонууга толугу менен даяр. Сыноолор ийгиликтүү аяктагандан кийин, америкалык аскерлер муну менен эле токтоп калбайт, алар тилтротордун дагы 6 маанилүү структуралык элементин курмакчы болушат, анын жарымы титан, экинчиси болот болот.
3D басып чыгаруу Россияда жана дүйнө жүзүндө
Бир нече жыл мурун өндүрүштүн принтер түрү АКШда жана Россияда ийгиликтүү ишке ашырылганына карабастан, аскердик техниканын элементтерин түзүү аяктоодо жана сыноодон өтүүдө. Биринчиден, бул негизинен ишенимдүүлүк жана бышыктык жагынан бардык аскердик продукцияларга өтө жогорку талаптарга байланыштуу. Бирок, америкалыктар бул жаатта ийгилик жаратууда жалгыз эмес. Экинчи жыл катары менен орус дизайнерлери 3D басып чыгаруу технологиясын колдонуу менен иштелип чыккан автоматтардын жана тапанчалардын тетиктерин чыгарууда. Жаңы технологиялар баалуу убакытты үнөмдөйт. Андай тетиктерди агымга киргизүү талаада, оңдоо батальондорунда тез алмаштырууну камсыздай алат, анткени ошол эле танктар же учкучсуз учуучу аппараттар үчүн заводдон запастык бөлүктөрдү күтүүнүн кажети жок болот.
Суу астында сүзүүчүлөр үчүн, аскердик 3D принтерлер алтындын салмагына татыктуу болот, анткени автономдуу алыс аралыкта навигация болгон учурда, суу астында сүзгүчтөрдүн өздөрүнүн бөлүктөрүн алмаштыруусу суу астындагы кемеге дээрлик түгөнгүс ресурс берет. Ушундай эле абал кемелердин узак саякатка чыгуусунда жана муз жаргычтарда байкалат. Бул кемелердин көпчүлүгү пилотсуз учактарды жакынкы келечекте алышат, алар акыры оңдоону же толук алмаштырууну талап кылат. Эгерде кемеде 3D принтер пайда болсо, ал запастык бөлүктөрдү тез басып чыгарууга мүмкүндүк берет, анда бир нече сааттан кийин жабдууну кайра колдонууга болот. Операциялардын өтмөлүүлүгүнүн жана аскердик операциялар театрынын жогорку мобилдүүлүгүнүн шартында, айрым бөлүктөрдүн, агрегаттардын жана механизмдердин жеринде чогулушу колдоо бөлүктөрүнүн жогорку эффективдүүлүгүн сактоого мүмкүндүк берет.
Оспри MV-22
Америкалык аскерлер конверттүү учактарын учуруп жатканда, Россиялык Armata танктары Уралвагонзаводдо экинчи жылдан бери өнөр жай принтерин колдонушат. Анын жардамы менен брондолгон машиналардын тетиктери, ошондой эле жарандык буюмдар чыгарылат. Бирок азырынча мындай тетиктер прототиптер үчүн гана колдонулат, мисалы, алар Armata танкасын түзүүдө жана анын сыноолорунда колдонулган. Калашников концернинде, ошондой эле TsNIITOCHMASHда, орусиялык аскерлердин буйругу менен дизайнерлер 3D принтерлерди колдонуу менен металлдан жана полимердик чиптерден ок атуучу куралдын түрдүү бөлүктөрүн жасашат. Шипунов атындагы Тула приборлор конструктордук бюросу, өндүрүлгөн куралдардын бай ассортименти менен белгилүү болгон атактуу КПБ: тапанчадан баштап жогорку тактыктагы ракеталарга чейин алардан артта калбайт. Мисалы, AK74M жана APS атайын күчтөрүн алмаштырууга арналган келечектүү тапанча жана ADS автоматы принтерде басылган күчтүү пластикалык бөлүктөрдөн чогултулган. Кээ бир аскердик буюмдар үчүн CPB буга чейин калыптарды түзө алган; азыркы учурда продукциянын сериялык куралы иштелип жатат.
Дүйнөдө жаңы жарыша куралдануу байкалган шартта, куралдын жаңы түрлөрүн чыгаруу убактысы маанилүү болуп калат. Мисалы, бронетранспортерлордо моделди түзүү жана аны чиймелерден прототипке өткөрүү процесси гана адатта бир -эки жылга созулат. Суу астында сүзүүчү кемелерди иштеп чыгууда бул мөөнөт 2 эсе көп. "3D басып чыгаруу технологиясы убакытты бир нече эсеге кыскартып, бир нече айга чейин кыскартат" дейт флот тармагынын эксперти Алексей Кондратьев. - Дизайнерлер компьютерде 3D моделин иштеп чыгууда чиймелерге убакытты үнөмдөп, керектүү бөлүктүн прототипин дароо жасай алышат. Көбүнчө, тетиктер текшерилген сыноолорду эске алуу менен кайра иштелип чыгат. Бул учурда, сиз бөлүктүн ордуна жыйынды бошотуп, бардык механикалык мүнөздөмөлөрдү текшере аласыз, тетиктер бири -бири менен кантип өз ара аракеттенет. Акыр -аягы, прототиптөөнүн убактысы дизайнерлерге биринчи даяр үлгүнүн сыноо стадиясына кирүү убактысын кыскартууга мүмкүндүк берет. Бүгүнкү күндө жаңы муундагы атомдук суу астында жүрүүчү кемени түзүү үчүн болжол менен 15-20 жыл талап кылынат: эскизден баштап акыркы винтке чейин. Өнөр жайдын үч өлчөмдүү басылышын мындан ары өнүктүрүү жана тетиктерди ушундай жол менен массалык түрдө өндүрүүнү ишке киргизүү менен, убакыт алкагын кеминде 1,5-2 эсе кыскартууга болот ».
Эксперттердин айтымында, заманбап технологиялар азыр 3D принтерлерде титандын тетиктерин массалык түрдө өндүрүүдөн бир -эки жылга алыс.2020-жылдын аягына чейин аскердик өнөр жай комплексинин ишканаларындагы аскердик өкүлдөр 3D басып чыгаруу технологияларын колдонуу менен 30-50% га чейин чогултула турган жабдууларды кабыл алышат деп ишенимдүү түрдө айтууга болот. Ошол эле учурда, илимпоздор үчүн эң чоң мааниси-3D принтерде керамикалык бөлүктөрдүн түзүлүшү, алар жогорку бышыктык, жеңилдик жана жылуулуктан коргоочу касиеттери менен айырмаланат. Бул материал космостук жана авиациялык тармактарда абдан кеңири колдонулат, бирок андан да чоң көлөмдө колдонулушу мүмкүн. Мисалы, 3D принтерде керамикалык кыймылдаткычтын түзүлүшү гиперсоникалык учактарды түзүү үчүн горизонтту ачат. Мындай кыймылдаткыч менен жүргүнчү учагы Владивостоктон Берлинге бир нече саатта учуп кете алат.
Ошондой эле америкалык илимпоздор атайын 3D принтерлерде басып чыгаруу үчүн чайыр формуласын ойлоп тапканы маалымдалды. Бул формуланын мааниси андан алынган материалдардын жогорку күчтүүлүгүндө. Мисалы, мындай материал 1700 градустан ашкан критикалык температураларга туруштук бере алат, бул көптөгөн заманбап материалдардын каршылыгынан он эсе жогору. Стефани Томпкинс, Өркүндөтүлгөн Коргоо Изилдөө Илиминин директору, 3D принтерлер менен түзүлгөн жаңы материалдар мүнөздөмөлөрдүн жана касиеттердин уникалдуу айкалыштарына ээ болот деп эсептейт. Жаңы технологиянын жардамы менен Томпкинс биз жеңил жана эбегейсиз бышык бөлүктү чыгара аларыбызды айтат. Илимпоздор керамикалык тетиктерди 3D принтерде чыгаруу илимий жарылууну, анын ичинде жарандык продукцияларды өндүрүүнү билдирет деп ишенишет.
Россиянын биринчи 3D спутниги
Учурда, 3D басып чыгаруу технологиясы космостук станциялардын бортунда тетиктерди ийгиликтүү өндүрүүдө. Бирок ата мекендик эксперттер андан ары кетүүнү чечишти, алар дароо 3D принтер аркылуу микроспутникти түзүүнү чечишти. Энергия ракета -космостук корпорациясы кузовду, кронштейнди жана башка бир катар бөлүктөрүн 3D басып чыгарган спутникти жаратты. Ошол эле учурда, маанилүү тактоо микроспутникти Энергиянын инженерлери Томск политехникалык университетинин (ТПУ) студенттери менен бирге жараткандыгы. Биринчи принтер спутниги "Томск-ТПУ-120" толук аталышын алган (университеттин 120 жылдык мааракесине карата 120 саны 2016-жылдын майында белгиленген). Ал ийгиликтүү космоско 2016-жылдын жазында "Прогресс MS-02" космос кемеси менен бирге учурулган, спутник ЭКСке жеткирилген, андан кийин космоско учурулган. Бул бирдик дүйнөдөгү биринчи жана жалгыз 3D спутник.
TPU студенттери жараткан спутник nanosatellites (CubSat) классына кирет. Ал 300x100x100 мм төмөнкү өлчөмдөргө ээ. Бул спутник 3D басылган корпуска ээ болгон дүйнөдөгү биринчи космос кемеси болгон. Келечекте бул технология кичинекей спутниктерди түзүүдө чыныгы ачылыш болуп калышы мүмкүн, ошондой эле аларды колдонууну жеткиликтүү жана кеңири жайылта алат. Космостук кеменин конструкциясы ТПУнун "Заманбап өндүрүш технологиялары" илимий -билим берүү борборунда иштелип чыккан. Спутник жасалган материалдар Томск политехникалык университетинин жана Россия Илимдер Академиясынын Сибирдеги бөлүмүнүн Күч физикасы жана материал таануу институтунун окумуштуулары тарабынан түзүлгөн. Спутниктин негизги максаты - космостук материал таануунун жаңы технологияларын сыноо; ал орусиялык илимпоздорго Томск университетинин жана анын өнөктөштөрүнүн бир нече иштеп чыгууларын сыноого жардам берет.
Университеттин басма сөз кызматы билдиргендей, Томск-ТПУ-120 наноспутнигинин учурулушу ЭКСтен космостук сапар учурунда ишке ашырылышы пландалган. Спутник кыйла компакт, бирок ошол эле учурда батареялар, күн батареялары, борттогу радиоаппаратура жана башка приборлор менен жабдылган толук кандуу космостук кеме. Бирок анын негизги өзгөчөлүгү анын денеси 3D басылганында болгон.
Наноспутниктин ар кандай сенсорлору борттогу, батареялардагы жана такталардагы температураны жана электрондук компоненттердин параметрлерин жазат. Бул маалыматтын баары андан кийин Жерге онлайн түрдө өткөрүлөт. Бул маалыматтын негизинде орусиялык илимпоздор спутниктик материалдардын абалын анализдеп, келечекте космостук кемелерди иштеп чыгууда жана курууда колдонушабы же жокпу, чече алышат. Белгилей кетүүчү нерсе, кичинекей космостук кемелерди өнүктүрүүнүн маанилүү аспектиси бул тармак үчүн жаңы кадрларды даярдоо болуп саналат. Бүгүн Томск политехникалык университетинин студенттери жана мугалимдери өз колдору менен кичинекей космостук аппараттардын бардык түрүн иштеп чыгышат, өндүрүшөт жана өркүндөтүшөт, ошол эле учурда сапаттуу фундаменталдуу билимдерге гана эмес, керектүү практикалык көндүмдөргө да ээ болушат. Дал ушул нерсе бул билим берүү мекемесинин бүтүрүүчүлөрүн келечекте кайталангыс адистерге айландырат.
Орус илимпоздорунун жана өндүрүш өкүлдөрүнүн келечектеги пландарына университеттин спутниктеринин үйүрүн түзүү кирет. Бүгүн биз студенттерибизди мейкиндик менен байланышкан бардык нерселерди изилдөөгө түрткү берүү зарылдыгы жөнүндө айтып жатабыз - бул энергия, материалдар жана жаңы муундагы кыймылдаткычтарды түзүү ж.б. Биз буга чейин өлкөдө космоско болгон кызыгуу бир аз азайганын, бирок аны кайра жандандырса болорун талкуулаганбыз. Бул үчүн окуучунун отургучунан эмес, мектептен баштоо керек. Ошентип, биз CubeSat - кичинекей спутниктерди иштеп чыгуу жана өндүрүү жолуна түштүк », - деп Томск политехникалык институтунун басма сөз кызматы бул жогорку окуу жайдын ректору Питер Чубикке шилтеме берүү менен белгилейт.
