בתחילת אוגוסט 2016, הצי האמריקאי בדק בהצלחה את הטילטור Osprey MV-22. מטוס זה עצמו אינו יוצא דופן. הרכב הדו-רוטורי נמצא בשירות עם הצי האמריקאי במשך זמן רב (הוא הוכנס לשירות במחצית השנייה של שנות השמונים), אך לראשונה בהיסטוריה הותקנו חלקים קריטיים על טרקטור (בטיחות טיסה) תלוי בהם ישירות), שהיו מדפסת תלת מימד.
לצורך הבדיקה הדפיס הצבא האמריקאי סוגר לחיבור המנוע לכנף הטילטורוטור מטיטניום באמצעות סינטר לייזר שכבה אחר שכבה. במקביל הותקן מד מתיחה על התושבת עצמה, שנועד לרשום עיוות אפשרי של החלק. כל אחד משני המנועים של ה- Osprey MV-22 tiltrotor הוא מחובר לכנף באמצעות ארבעה סוגריים כאלה. במקביל, בזמן טיסת הניסוי הראשונה של הטילטורוטור, שהתקיימה ב -1 באוגוסט 2016, הותקן עליו רק סוגר אחד, שהודפס על מדפסת תלת מימד. מוקדם יותר דווח כי תלי הציר שהודפסו בשיטת הדפסה תלת מימדית הותקנו גם על הטילוטור.
פיתוח החלקים שהודפסו עבור הטילטורוטור בוצע על ידי מרכז הפעולות הקרבי לתעופה של הצי האמריקאי הממוקם בבסיס המשותף מקגווייר-דיקס-לייקהרסט בניו ג'רזי. ניסויי טיסה של אוספרי MV-22 עם חלקים מודפסים בוצעו בבסיס נהר פטקסנט של הצי האמריקאי, הבדיקות הוכרו על ידי הצבא כהצלחות לחלוטין. הצבא האמריקאי סבור שבזכות ההקדמה הנרחבת של הדפסה תלת מימדית הטכנולוגיה בעתיד תוכל לייצר במהירות ובזול יחסית חלקי חילוף לממירים. במקרה זה, ניתן להדפיס את הפרטים הדרושים ישירות על הספינות. בנוסף, ניתן לשנות את החלקים המודפסים על מנת לשפר את הביצועים של מכלולים ומערכות המשולבים.
סוגר הר מנוע מודפס טיטניום
צבא ארה ב התעניין בטכנולוגיות הדפסה תלת מימדית לפני כמה שנים, אך עד לא מזמן, הפונקציונליות של מדפסות תלת מימד לא הייתה רחבה מספיק כדי לשמש באופן שגרתי לבניית חלקים מורכבים למדי. החלקים עבור הטילטורוטור נוצרו באמצעות מדפסת תלת מימד תוספת. החלק עשוי בהדרגה בשכבות. כל שלוש שכבות אבק טיטניום נקשרות בלייזר, תהליך זה חוזר על עצמו כל עוד יש צורך להשיג את הצורה הרצויה. לאחר השלמת, העודף מנותק מהחלק; האלמנט המתקבל מוכן לחלוטין לשימוש. מכיוון שהבדיקות הושלמו בהצלחה, הצבא האמריקאי לא יעצור שם, הוא עומד לבנות עוד 6 אלמנטים מבניים חשובים יותר של הטילטורוטור, שחציו יהיה גם טיטניום, והשני - פלדה.
הדפסה תלת מימדית ברוסיה ובעולם כולו
למרות העובדה שסוג הייצור של המדפסת יושם בהצלחה בארה ב וברוסיה לפני מספר שנים, יצירת אלמנטים לציוד צבאי נמצאת בתהליך סיום ובדיקה. קודם כל, זה נובע מהדרישות הגבוהות מאוד לכל המוצרים הצבאיים, בעיקר מבחינת אמינות ועמידות.עם זאת, האמריקאים אינם לבד בהתקדמות בתחום זה. זו השנה השנייה ברציפות, מעצבים רוסים מייצרים חלקים לרובי סער ואקדחים שפותחו באמצעות טכנולוגיית הדפסה תלת מימדית. טכנולוגיות חדשות חוסכות זמן ציור יקר. והפעלת חלקים כאלה יכולה לספק החלפה מהירה בשטח, בגדודי תיקון, שכן לא יהיה צורך להמתין לחלקי חילוף מהמפעל לאותם טנקים או כלי טיס בלתי מאוישים.
עבור צוללים, מדפסות תלת מימד צבאיות פשוט יהיו שוות משקלן בזהב, שכן במקרה של ניווט אוטונומי למרחקים ארוכים, החלפת חלקים על ידי הצוללות עצמן תעניק לצוללת משאב כמעט בלתי נדלה. מצב דומה נצפה עם ספינות שיוצאות להפלגות ארוכות ושוברות קרח. רוב הספינות הללו יקבלו מזל טים בזמן הקרוב מאוד, מה שידרש בסופו של דבר תיקון או החלפה מלאה. אם מופיעה על האונייה מדפסת תלת מימד שתאפשר הדפסה מהירה של חלקי חילוף, לאחר מספר שעות ניתן יהיה להשתמש שוב בציוד. בתנאי ארעיות הפעולות והניידות הגבוהה של תיאטרון הפעולות הצבאיות, הרכבה המקומית של חלקים מסוימים, מכלולים ומנגנונים ממש במקום תאפשר שמירה על יעילות גבוהה של יחידות תמיכה.
אוספרי MV-22
בזמן שהצבא האמריקאי משיק את מכוניות ההמרה שלו, יצרניות רוסיות של טנק הארמטה משתמשות כבר בשנה השנייה במדפסת תעשייתית באורלווגונזובוד. בעזרתו מיוצרים חלקים לרכבים משוריינים, כמו גם מוצרים אזרחיים. אך עד כה חלקים כאלה משמשים רק לאבות טיפוס, למשל, הם שימשו ביצירת טנק הארמטה ובדיקותיו. בעניין קלצ'ניקוב, כמו גם ב- TsNIITOCHMASH, בהוראת הצבא הרוסי, מעצבים מייצרים חלקים שונים של נשק קל משבבי מתכת ופולימר באמצעות מדפסות תלת מימד. הלשכה לעיצוב מכשירי טולה על שם שיפונוב, ה- CPB המפורסם, הידועה במגוון עשיר של כלי נשק מיוצרים: מאקדחים ועד טילים דיוק גבוה, לא מפגרת מאחוריהם. לדוגמה, אקדח מבטיח ורובה סער ADS, שנועד להחליף את הכוחות המיוחדים של AK74M ו- APS, מורכב מחלקי פלסטיק בעלי חוזק גבוה המודפסים על מדפסת. עבור חלק מהמוצרים הצבאיים, ה- CPB כבר הצליח ליצור תבניות; נכון לעכשיו, ההרכבה הסדרתית של המוצרים עובדת.
בתנאים בהם נצפה מרוץ חימוש חדש בעולם, העיתוי של שחרור סוגי נשק חדשים הופך להיות חשוב. לדוגמה, ברכבים משוריינים, רק תהליך יצירת דגם והעברתו מציורים לאב טיפוס אורך בדרך כלל שנה -שנתיים. כאשר מפתחים צוללות, תקופה זו כבר ארוכה פי 2. "טכנולוגיית ההדפסה התלת -ממדית תקטין את פרק הזמן במספר פעמים למספר חודשים", מציין אלכסיי קונדרטייב, מומחה בתחום הצי. - מעצבים יוכלו לחסוך זמן על שרטוטים בעת עיצוב דגם תלת מימד במחשב ולייצר מיידית אב טיפוס של החלק הרצוי. לעתים קרובות מאוד, חלקים עובדים מחדש תוך התחשבות בבדיקות שבוצעו ובתהליך העריכה. במקרה זה, אתה יכול לשחרר את המכלול במקום החלק ולבדוק את כל המאפיינים המכניים, כיצד החלקים מתקשרים אחד עם השני. בסופו של דבר, העיתוי של אב טיפוס יאפשר למעצבים לצמצם את הזמן הכולל של הדגימה המוגמרת הראשונה להיכנס לשלב הבדיקה. כיום, לוקח כ 15-20 שנה ליצור צוללת גרעינית מהדור החדש: מסקיצה ועד הבורג האחרון במהלך ההרכבה. עם התפתחות ההדפסה התלת ממדית התעשייתית וההשקה של ייצור המוני של חלקים בדרך זו, ניתן לצמצם את מסגרת הזמן לפחות 1.5-2 פעמים ".
לדברי מומחים, הטכנולוגיות המודרניות רחוקות כיום משנה עד שנתיים מייצור המוני של חלקי טיטניום במדפסות תלת מימד.ניתן לומר בבטחה כי עד סוף 2020, נציגי הצבא במפעלים של המתחם הצבאי-תעשייתי יקבלו ציוד שיורכב ב-30-50% באמצעות טכנולוגיות הדפסה תלת-ממדית. יחד עם זאת, החשיבות הגדולה ביותר עבור המדענים היא יצירת חלקים קרמיים במדפסת תלת-ממד, המובחנים על ידי חוזק גבוה, קלילות ותכונות הגנה על חום. חומר זה נמצא בשימוש נרחב בתעשיות החלל והתעופה, אך ניתן להשתמש בו בכמויות גדולות עוד יותר. לדוגמה, יצירת מנוע קרמיקה במדפסת תלת מימד פותחת את האופק ליצירת מטוסים היפר -סוניים. עם מנוע כזה מטוס נוסעים יכול לטוס מוולדיווסטוק לברלין תוך כמה שעות.
עוד נמסר כי מדענים אמריקאים המציאו נוסחת שרף במיוחד להדפסה במדפסות תלת מימד. הערך של נוסחה זו טמון בחוזק הגבוה של החומרים המתקבלים ממנה. לדוגמה, חומר כזה יכול לעמוד בטמפרטורות קריטיות העולות על 1700 מעלות צלזיוס, שהוא גבוה פי עשר מההתנגדות של חומרים מודרניים רבים. סטפני טומפקינס, מנהלת מדעי מחקר הגנה מתקדמת, מעריכה שלחומרים חדשים שיוצרו במדפסות תלת מימד יהיו שילובים ייחודיים של מאפיינים ומאפיינים שמעולם לא נראו קודם. הודות לטכנולוגיה החדשה, טומפקינס אומר שנוכל לייצר חלק עמיד שהוא גם קל וגם ענק. מדענים סבורים כי ייצור חלקי קרמיקה במדפסת תלת מימד יהווה פריצת דרך מדעית, כולל בייצור מוצרים אזרחיים.
לוויין התלת מימד הרוסי הראשון
נכון לעכשיו, טכנולוגיית ההדפסה התלת -ממדית כבר מייצרת בהצלחה חלקים ישירות בתחנות החלל. אבל מומחים מקומיים החליטו ללכת רחוק יותר, הם החליטו מיד ליצור מיקרו -סלייט באמצעות מדפסת תלת מימד. תאגיד הרוקט והחלל אנרג'יה יצר לוויין, שהגוף, התושבת ועוד מספר חלקים שלו הודפסו בתלת מימד. יחד עם זאת, הבהרה חשובה היא כי המיקרו -סאטלייט נוצר על ידי מהנדסי אנרג'יה יחד עם סטודנטים מהאוניברסיטה הפוליטכנית הטומסק (TPU). לוויין המדפסות הראשון קיבל את השם המלא "Tomsk-TPU-120" (המספר 120 בשם לכבוד יום השנה ה -120 של האוניברסיטה, שנחגג במאי 2016). הוא שוגר בהצלחה לחלל באביב 2016 יחד עם חללית Progress MS-02, הלוויין נמסר לחברת ה- ISS ולאחר מכן שוגר לחלל. יחידה זו היא הלוויין התלת -ממדי הראשון והיחיד בעולם.
הלוויין שיצר תלמידי TPU שייך למעמד הננו -סאטליטים (CubSat). יש לו את המידות הבאות 300x100x100 מ"מ. הלוויין הזה היה החללית הראשונה בעולם עם גוף מודפס בתלת מימד. בעתיד, טכנולוגיה זו עשויה להפוך לפריצת דרך של ממש ביצירת לוויינים קטנים, כמו גם להפוך את השימוש בהם לנגיש ונרחב יותר. עיצוב החללית פותח במרכז המדעי והחינוכי TPU "טכנולוגיות ייצור מודרניות". החומרים שמהם נוצר הלוויין נוצרו על ידי מדענים מהאוניברסיטה הפוליטכנית הטומסק והמכון לפיזיקת כוח וחומרים של החוזק של הענף הסיבירי של האקדמיה הרוסית למדעים. מטרתו העיקרית של הלוויין הייתה לבדוק טכנולוגיות חדשות של מדעי חומרי החלל; הוא יסייע למדענים רוסים לבדוק מספר פיתוחים של אוניברסיטת טומסק ושותפיה.
על פי שירות העיתונות של האוניברסיטה, השקת ה- nanosatellite Tomsk-TPU-120 תוכננה להתבצע במהלך טיול החלל של ה- ISS. הלוויין הוא קומפקטי למדי, אך יחד עם זאת, חללית מן המניין, מצוידת בסוללות, פאנלים סולאריים, ציוד רדיו משולב והתקנים אחרים.אבל התכונה העיקרית שלו הייתה שהגוף שלו הודפס בתלת מימד.
חיישנים שונים של הננו -סאטליט יתעדו את הטמפרטורה על הסיפון, על סוללות ולוחות ופרמטרים של רכיבים אלקטרוניים. כל המידע הזה יועבר לאחר מכן לכדור הארץ באופן מקוון. בהתבסס על מידע זה, מדענים רוסים יוכלו לנתח את מצב חומרי הלוויין ולהחליט אם ישתמשו בהם בפיתוח ובניית חלליות בעתיד. יש לציין כי היבט חשוב בפיתוח חלליות קטנות הוא גם הכשרת כוח אדם חדש לתעשייה. כיום, סטודנטים ומורים של האוניברסיטה הפוליטכנית הטומסק, במו ידיהם, מפתחים, מייצרים ומשפרים את העיצובים של כל מיני חלליות קטנות, תוך רכישת לא רק ידע בסיסי באיכות גבוהה, אלא גם הכישורים המעשיים הדרושים. זה מה שהופך את בוגרי מוסד החינוך הזה למומחים ייחודיים בעתיד.
התכניות העתידיות של מדענים ונציגי התעשייה הרוסים כוללות יצירת נחיל לווייני אוניברסיטאות. "היום אנחנו מדברים על הצורך להניע את התלמידים שלנו ללמוד כל מה שבאופן כזה או אחר קשור לחלל - זה יכול להיות אנרגיה, חומרים ויצירת מנועי דור חדש וכו '. דיברנו קודם לכן שהתעניינות בחלל במדינה נמוגה במקצת, אך ניתן להחיות אותה מחדש. לשם כך יש להתחיל אפילו לא מספסל תלמידים, אלא מבית ספר. לפיכך, יצאנו לדרך הפיתוח והייצור של CubeSat - לוויינים קטנים ", - מציין שירות העיתונות של המכון הטכנולוגי טומסק בהתייחס לרקטור של מוסד ההשכלה הגבוהה הזו, פיטר צ'וביק.
