V začetku avgusta 2016 je ameriška mornarica uspešno preizkusila tiltrotor Osprey MV-22. Samo to letalo ni nič nenavadnega. Dvojno rotorno vozilo je že dolgo v uporabi pri ameriški mornarici (začelo se je uporabljati v drugi polovici osemdesetih let), toda prvič v zgodovini so bili kritični deli nameščeni na nagibu motorja (varnost letenja neposredno odvisen od njih), ki so bili 3D tiskalnik.
Za testiranje je ameriška vojska natisnila nosilec za pritrditev motorja na krilo tiltrotorja iz titana z neposrednim laserskim sintranjem po plasteh. Hkrati je bil na nosilec nameščen merilnik napetosti, ki je bil zasnovan za registracijo možne deformacije dela. Vsak od dveh motorjev tiltrotorja Osprey MV-22 je pritrjen na krilo s štirimi takšnimi nosilci. Hkrati je bil v času prvega poskusnega leta tiltrotorja, ki je bil 1. avgusta 2016, nameščen le en nosilec, natisnjen na 3D tiskalniku. Prej so poročali, da so nosilci nacele, natisnjeni po tridimenzionalnem tisku, nameščeni tudi na tiltrotorju.
Razvoj delov, natisnjenih za tiltrotor, je izvedel ameriški letalski operativni center za mornariško letalstvo v skupni bazi McGuire-Dix-Lakehurst v New Jerseyju. Letalski preizkusi Osprey MV-22 s tiskanimi deli so bili izvedeni v bazi ameriške mornarice Patxent, vojska je preizkuse priznala kot popolnoma uspešne. Ameriška vojska meni, da bo zahvaljujoč razširjeni uvedbi tridimenzionalnega tiskanja tehnologija v prihodnosti lahko hitro in relativno poceni proizvajala nadomestne dele za pretvornike. V tem primeru lahko potrebne podatke natisnete neposredno na ladjah. Poleg tega je mogoče nato natisnjene dele spremeniti, da bi izboljšali delovanje vgrajenih sklopov in sistemov.
Nosilec motorja s tiskanim titanom
Ameriško vojsko so pred nekaj leti zanimale tehnologije 3D tiskanja, vendar do nedavnega funkcionalnost 3D tiskalnikov ni bila dovolj široka, da bi jih lahko rutinsko uporabljali za izdelavo dokaj zapletenih delov. Deli za tiltrotor so bili ustvarjeni z dodatnim 3D tiskalnikom. Del je narejen postopoma v plasteh. Vsake tri plasti titanovega prahu so vezane z laserjem, ta postopek se ponavlja toliko časa, kolikor je potrebno, da dobimo želeno obliko. Po zaključku se presežek odreže z dela; nastali element je popolnoma pripravljen za uporabo. Ker so bili testi uspešno zaključeni, se ameriška vojska pri tem ne bo ustavila, zgradili bodo še 6 pomembnejših konstrukcijskih elementov nagiba, od katerih bo polovica prav tako iz titana, druga pa iz jekla.
3D tiskanje v Rusiji in po vsem svetu
Kljub dejstvu, da je bila proizvodnja tiskalnikov v ZDA in Rusiji uspešno izvedena pred nekaj leti, je izdelava elementov za vojaško opremo v dokončanju in testiranju. Najprej je to posledica zelo visokih zahtev za vse vojaške izdelke, predvsem v smislu zanesljivosti in vzdržljivosti. Vendar pa Američani na tem področju niso edini. Ruski oblikovalci že drugo leto zapored izdelujejo dele za razvite jurišne puške in pištole s tehnologijo 3D tiskanja. Nove tehnologije prihranijo dragocen čas risanja. In dajanje takšnih delov v tok lahko zagotovi hitro zamenjavo na terenu, v bataljonih za popravilo, saj ne bo treba čakati na tovarniške rezervne dele za iste tanke ali brezpilotna letala.
Za podmornice bodo vojaški 3D-tiskalniki zlata vredni, saj bo v primeru avtonomne navigacije na dolge razdalje zamenjava delov s podmornicami sama dala podmornici skoraj neizčrpen vir. Podobno situacijo opažamo pri ladjah, ki gredo na dolge plovbe, in ledolomih. Večina teh ladij bo v bližnji prihodnosti prejela brezpilotne letalnike, kar bo sčasoma zahtevalo popravilo ali popolno zamenjavo. Če se na ladji pojavi 3D tiskalnik, ki bo omogočal hitro tiskanje nadomestnih delov, potem lahko opremo čez nekaj ur ponovno uporabite. V pogojih minljivosti operacij in velike mobilnosti gledališča vojaških operacij bo lokalna montaža določenih delov, sklopov in mehanizmov na kraju samem omogočila ohranjanje visoke stopnje učinkovitosti podpornih enot.
Osprey MV-22
Medtem ko ameriška vojska lansira svoja konvertiplana, ruski proizvajalci tanka Armata že drugo leto uporabljajo industrijski tiskalnik v Uralvagonzavodu. Z njegovo pomočjo se proizvajajo deli za oklepna vozila in civilni izdelki. Toda doslej so se takšni deli uporabljali samo za prototipe, na primer za izdelavo rezervoarja Armata in njegovih preskusov. V koncernu Kalašnjikov, pa tudi v TsNIITOCHMASH, po naročilu ruske vojske oblikovalci izdelujejo različne dele osebnega orožja iz kovinskih in polimernih čipov s pomočjo 3D tiskalnikov. Urad za oblikovanje instrumentov Tula, imenovan po Shipunovu, znameniti CPB, ki je znan po bogati ponudbi izdelanega orožja: od pištol do visoko natančnih izstrelkov, ne zaostaja za njimi. Na primer, obetavna pištola in jurišna puška ADS, ki naj bi nadomestila posebne sile AK74M in APS, je sestavljena iz visoko trdnih plastičnih delov, ki so natisnjeni na tiskalniku. Za nekatere vojaške izdelke je CPB že lahko ustvaril kalupe; trenutno se pripravlja serijsko sestavljanje izdelkov.
V razmerah, ko je v svetu nova oboroževalna tekma, postaja čas sproščanja novih vrst orožja pomemben. Na primer, pri oklepnih vozilih le postopek ustvarjanja modela in prenosa z risb na prototip običajno traja leto ali dve. Pri razvoju podmornic je to obdobje že 2 -krat daljše. "Tehnologija 3D tiskanja bo skrajšala časovno obdobje za nekajkrat na več mesecev," ugotavlja Aleksej Kondratyev, strokovnjak na področju mornarice. - Oblikovalci bodo lahko pri načrtovanju 3D modela v računalniku prihranili čas pri risbah in takoj izdelali prototip želenega dela. Zelo pogosto se deli predelajo ob upoštevanju opravljenih preskusov in v postopku revizije. V tem primeru lahko namesto dela spustite sklop in preverite vse mehanske lastnosti, kako medsebojno delujejo deli. Končno bo čas izdelave prototipov omogočil oblikovalcem, da skrajšajo skupni čas za vstop prvega končnega vzorca v fazo testiranja. Dandanes traja približno 15-20 let, da se ustvari jedrska podmornica nove generacije: od skice do zadnjega vijaka med montažo. Z nadaljnjim razvojem industrijskega tridimenzionalnega tiska in uvedbo množične proizvodnje delov na ta način se lahko časovni okvir skrajša za vsaj 1,5-2 krat."
Po mnenju strokovnjakov so sodobne tehnologije zdaj oddaljene eno do dve leti od množične proizvodnje titanovih delov na 3D tiskalnikih. Lahko rečemo, da bodo vojaški predstavniki v podjetjih vojaško-industrijskega kompleksa do konca leta 2020 sprejeli opremo, ki bo sestavljena za 30-50% s tehnologijami 3D tiskanja. Hkrati je za znanstvenike največji pomen izdelava keramičnih delov na 3D tiskalniku, ki jih odlikujejo visoka trdnost, lahkotnost in lastnosti toplotne zaščite. Ta material se zelo pogosto uporablja v vesoljski in letalski industriji, vendar ga je mogoče uporabiti v še večjih količinah. Ustvarjanje keramičnega motorja na 3D tiskalniku na primer odpira obzorje za nastanek hipersoničnih letal. S takšnim motorjem bi lahko potniško letalo iz Vladivostoka v Berlin poletelo v nekaj urah.
Poročali so tudi, da so ameriški znanstveniki izumili formulo smole posebej za tiskanje v 3D tiskalnikih. Vrednost te formule je v visoki trdnosti materialov, pridobljenih iz nje. Na primer, tak material lahko prenese kritične temperature, ki presegajo 1700 stopinj Celzija, kar je desetkrat višje od odpornosti številnih sodobnih materialov. Stephanie Tompkins, direktorica znanosti za napredne obrambne raziskave, ocenjuje, da bodo novi materiali, ustvarjeni s 3D -tiskalniki, imeli edinstvene kombinacije lastnosti in lastnosti, ki jih še nikoli nismo videli. Zahvaljujoč novi tehnologiji Tompkins pravi, da bomo lahko izdelali trpežen del, ki je tako lahek kot ogromen. Znanstveniki menijo, da bo proizvodnja keramičnih delov na 3D tiskalniku pomenila znanstveni preboj, tudi pri proizvodnji civilnih izdelkov.
Prvi ruski 3D satelit
Trenutno tehnologija 3D tiskanja že uspešno proizvaja dele neposredno na vesoljskih postajah. Toda domači strokovnjaki so se odločili iti še dlje, takoj so se odločili ustvariti mikrosatelit s pomočjo 3D tiskalnika. Raketno -vesoljska korporacija Energia je ustvarila satelit, katerega telo, nosilec in številne druge dele so bili 3D natisnjeni. Hkrati je pomembno pojasnilo, da so mikrosatelit ustvarili inženirji Energie skupaj s študenti Tomske politehnične univerze (TPU). Prvi tiskalniški satelit je prejel polno ime "Tomsk-TPU-120" (številka 120 v imenu v počastitev 120-letnice univerze, ki je bila praznovana maja 2016). Spomladi 2016 je bil skupaj z vesoljskim plovilom Progress MS-02 uspešno izstreljen v vesolje, satelit je bil dostavljen na ISS in nato izstreljen v vesolje. Ta enota je prvi in edini 3D satelit na svetu.
Satelit, ki so ga ustvarili študentje TPU, spada v razred nanosatelitov (CubSat). Ima naslednje dimenzije 300x100x100 mm. Ta satelit je bilo prvo vesoljsko plovilo na svetu, ki je imelo 3D natisnjeno telo. V prihodnosti bi lahko ta tehnologija postala pravi preboj pri ustvarjanju majhnih satelitov, pa tudi njihova uporaba postala dostopnejša in razširjena. Zasnova vesoljskega plovila je bila razvita v Znanstveno -izobraževalnem centru TPU "Sodobne proizvodne tehnologije". Materiale, iz katerih je bil izdelan satelit, so ustvarili znanstveniki s Politehnične univerze Tomsk in Inštituta za fiziko trdnosti in znanost o materialih Sibirske veje Ruske akademije znanosti. Glavni namen satelita je bil preizkusiti nove tehnologije znanosti o vesoljskih materialih; ruskim znanstvenikom bo pomagal preizkusiti več dogodkov univerze Tomsk in njenih partnerjev.
Po navedbah tiskovne službe univerze je bilo načrtovano izstrelitev nanosatelita Tomsk-TPU-120 med vesoljskim sprehodom z ISS. Satelit je precej kompaktno, a hkrati polnopravno vesoljsko plovilo, opremljeno z baterijami, sončnimi kolektorji, vgrajeno radijsko opremo in drugimi napravami. Njegova glavna značilnost pa je bila, da je bilo njegovo telo 3D -tiskano.
Različni senzorji nanosatelita bodo beležili temperaturo na krovu, na baterijah in ploščah ter parametre elektronskih komponent. Vse te informacije bodo nato posredovane na Zemljo prek spleta. Na podlagi teh informacij bodo lahko ruski znanstveniki analizirali stanje satelitskih materialov in se odločili, ali jih bodo v prihodnje uporabljali pri razvoju in gradnji vesoljskih plovil. Treba je omeniti, da je pomemben vidik razvoja malih vesoljskih plovil tudi usposabljanje novega osebja za industrijo. Danes študentje in učitelji politehniške univerze Tomsk z lastnimi rokami razvijajo, izdelujejo in izboljšujejo zasnove vseh vrst malih vesoljskih plovil, obenem pa pridobivajo ne le kakovostna temeljna znanja, temveč tudi potrebna praktična znanja. Zaradi tega so diplomanti te izobraževalne ustanove v prihodnosti edinstveni strokovnjaki.
Prihodnji načrti ruskih znanstvenikov in predstavnikov industrije vključujejo ustvarjanje roja univerzitetnih satelitov. »Danes govorimo o tem, da je treba študente motivirati za preučevanje vsega, kar je tako ali drugače povezano s vesoljem - lahko je to energija, materiali in ustvarjanje motorjev nove generacije itd. Prej smo razpravljali, da je zanimanje za vesolje v državi nekoliko zbledelo, vendar ga je mogoče oživiti. Če želite to narediti, je treba začeti niti s študentske klopi, ampak s šolske. Tako smo stopili na pot razvoja in proizvodnje CubeSat - majhnih satelitov, « - ugotavlja tiskovna služba politehniškega inštituta Tomsk s sklicevanjem na rektorja tega visokošolskega zavoda Petra Chubika.
