Početkom kolovoza 2016. američka mornarica uspješno je testirala tiltrotor Osprey MV-22. Sam ovaj avion nije ništa neobično. Vozilo s dva rotora dugo je bilo u službi američke mornarice (pušteno je u upotrebu u drugoj polovici 1980-ih), ali prvi put u povijesti kritični dijelovi ugrađeni su u tiltrotor (sigurnost leta izravno ovisi o njima), koji su 3D štampač.
Za testiranje, američka vojska je od titana odštampala nosač za pričvršćivanje motora na krilo tiltrotora pomoću direktnog laserskog sinterovanja po slojevima. U isto vrijeme, na sam nosač je montiran mjerač naprezanja, dizajniran da registrira moguću deformaciju dijela. Svaki od dva motora tiltrotora Osprey MV-22 pričvršćen je na krilo pomoću četiri takva nosača. U isto vrijeme, u vrijeme prvog probnog leta tiltrotora, koji je održan 1. avgusta 2016. godine, na njega je instaliran samo jedan nosač, odštampan na 3D štampaču. Ranije je objavljeno da su nosači nacele tiskani metodom trodimenzionalnog ispisa također instalirani na nagibnom nagibu.
Razvoj dijelova odštampanih za tiltrotor izvršio je Centar za borbene operacije zračne mornarice SAD-a koji se nalazi u zajedničkoj bazi McGuire-Dix-Lakehurst u New Jerseyju. Letna ispitivanja Osprey MV-22 sa otisnutim delovima izvedena su u bazi američke mornarice Patxent River, a vojska je te testove priznala kao potpuno uspešne. Američka vojska vjeruje da će zahvaljujući široko rasprostranjenom uvođenju trodimenzionalnog ispisa tehnologija u budućnosti moći brzo i relativno jeftino proizvoditi rezervne dijelove za pretvarače. U tom se slučaju potrebni detalji mogu ispisati izravno na brodovima. Osim toga, odštampani dijelovi se zatim mogu mijenjati kako bi se poboljšale performanse ugrađenih sklopova i sistema.
Nosač nosača motora odštampan od titanijuma
Američka vojska je prije nekoliko godina bila zainteresirana za tehnologije 3D štampanja, ali donedavno funkcionalnost 3D štampača nije bila dovoljno široka da se rutinski koristi za izradu prilično složenih dijelova. Dijelovi za tiltrotor stvoreni su pomoću aditivnog 3D štampača. Dio se izrađuje postupno u slojevima. Svaka tri sloja titanove prašine spojena su laserom, ovaj postupak se ponavlja koliko god je potrebno da se dobije željeni oblik. Nakon završetka, višak se odreže s dijela; rezultirajući element je potpuno spreman za upotrebu. Budući da su ispitivanja uspješno završena, američka vojska neće stati na tome, izgradit će još 6 važnih konstrukcijskih elemenata tiltrotora, od kojih će polovica također biti od titana, a druga - od čelika.
3D štampanje u Rusiji i širom sveta
Unatoč činjenici da je proizvodnja štampača uspješno implementirana u SAD -u i Rusiji prije nekoliko godina, stvaranje elemenata za vojnu opremu je u procesu finalizacije i testiranja. Prije svega, to je zbog vrlo visokih zahtjeva za sve vojne proizvode, uglavnom u pogledu pouzdanosti i trajnosti. Međutim, Amerikanci nisu sami u napretku u ovoj oblasti. Drugu godinu zaredom ruski dizajneri proizvode tehnologiju 3D štampe za proizvodnju dijelova za razvijene jurišne puške i pištolje. Nove tehnologije štede dragocjeno vrijeme crtanja. A stavljanje takvih dijelova u tok može omogućiti brzu zamjenu na terenu, u bataljonima za popravak, jer neće biti potrebno čekati na rezervne dijelove iz tvornice za iste tenkove ili bespilotne letjelice.
Za podmorničare, vojni 3D štampači jednostavno će vrijediti zlata, jer će u slučaju autonomne navigacije na velike udaljenosti zamjena dijelova podmornicama dati podmornici gotovo neiscrpan resurs. Slična je situacija primijećena kod brodova koji putuju na duge plovidbe i ledolomaca. Većina ovih brodova će u skoroj budućnosti dobiti bespilotne letjelice, što će na kraju zahtijevati popravak ili potpunu zamjenu. Ako se na brodu pojavi 3D pisač koji će omogućiti brzo ispisivanje rezervnih dijelova, onda se za nekoliko sati oprema može ponovno koristiti. U uslovima prolaznosti operacija i velike pokretljivosti vojnih pozornica, lokalna montaža određenih dijelova, sklopova i mehanizama na licu mjesta omogućit će održavanje visokog nivoa efikasnosti jedinica za podršku.
Osprey MV-22
Dok američka vojska lansira svoje konvertiplane, ruski proizvođači tenka Armata već drugu godinu koriste industrijski štampač na Uralvagonzavodu. Uz njegovu pomoć proizvode se dijelovi za oklopna vozila, kao i civilni proizvodi. Ali do sada su se takvi dijelovi koristili samo za prototipove, na primjer, korišteni su u stvaranju tenka Armata i njegovim testovima. Na koncernu Kalašnjikov, kao i na TsNIITOCHMASH -u, po narudžbi ruske vojske, dizajneri izrađuju različite dijelove lakog naoružanja od metalnih i polimernih čipova pomoću 3D printera. Za njima ne zaostaje ni biro za projektiranje instrumenata Tula nazvan po Shipunovu, poznati CPB, koji je poznat po bogatom asortimanu proizvedenog oružja: od pištolja do projektila visoke preciznosti. Na primjer, pištolj koji obećava i jurišna puška ADS, koja je namijenjena zamjeni specijalnih snaga AK74M i APS, sastavljena je od plastičnih dijelova velike čvrstoće koji se ispisuju na pisaču. Za neke vojne proizvode CPB je već uspio stvoriti kalupe; trenutno se radi na serijskoj montaži proizvoda.
U uslovima kada se u svijetu posmatra nova trka u naoružanju, vrijeme objavljivanja novih vrsta naoružanja postaje važno. Na primjer, u oklopnim vozilima, samo proces stvaranja modela i prenošenja sa crteža na prototip obično traje godinu ili dvije. Prilikom razvoja podmornica, to je razdoblje već 2 puta duže. "Tehnologija 3D štampanja će skratiti vremenski period nekoliko puta na nekoliko mjeseci", napominje Alexey Kondratyev, stručnjak u području mornarice. - Dizajneri će moći uštedjeti vrijeme na crtežima pri projektiranju 3D modela na računaru i odmah izraditi prototip željenog dijela. Vrlo često se dijelovi prerađuju uzimajući u obzir provedena ispitivanja i u procesu revizije. U tom slučaju možete otpustiti sklop umjesto dijela i provjeriti sve mehaničke karakteristike, kako dijelovi međusobno djeluju. Na kraju, vrijeme izrade prototipa omogućit će dizajnerima da smanje ukupno vrijeme za ulazak prvog gotovog uzorka u fazu testiranja. Danas je potrebno oko 15-20 godina za stvaranje nuklearne podmornice nove generacije: od skice do posljednjeg vijka tijekom montaže. S daljnjim razvojem industrijskog trodimenzionalnog tiska i pokretanjem masovne proizvodnje dijelova na ovaj način, vremenski okvir može se skratiti najmanje 1,5-2 puta."
Prema riječima stručnjaka, moderne tehnologije sada su udaljene jednu do dvije godine od masovne proizvodnje titanovih dijelova na 3D štampačima. Može se sa sigurnošću reći da će do kraja 2020. vojni predstavnici u preduzećima vojno-industrijskog kompleksa prihvatiti opremu koja će biti sastavljena za 30-50% pomoću tehnologija 3D štampe. Istodobno, najveći značaj za znanstvenike je stvaranje keramičkih dijelova na 3D pisaču, koji se odlikuju velikom čvrstoćom, lakoćom i svojstvima zaštite od topline. Ovaj materijal ima široku primjenu u svemirskoj i zrakoplovnoj industriji, ali se može koristiti i u većim količinama. Na primjer, stvaranje keramičkog motora na 3D štampaču otvara horizont za stvaranje hipersoničnih aviona. S takvim motorom putnički avion mogao bi letjeti iz Vladivostoka za Berlin za nekoliko sati.
Također se izvještava da su američki naučnici izumili formulu smole posebno za štampanje u 3D štampačima. Vrijednost ove formule leži u velikoj čvrstoći materijala dobivenih iz nje. Na primjer, takav materijal može izdržati kritične temperature koje prelaze 1700 stepeni Celzijusa, što je deset puta više od otpornosti mnogih modernih materijala. Stephanie Tompkins, direktorica nauke za napredna odbrambena istraživanja, procjenjuje da će novi materijali napravljeni pomoću 3D štampača imati jedinstvene kombinacije karakteristika i svojstava koje do sada nisu viđene. Zahvaljujući novoj tehnologiji, Tompkins kaže da ćemo moći proizvesti izdržljiv dio koji je i lagan i ogroman. Naučnici vjeruju da će proizvodnja keramičkih dijelova na 3D štampaču značiti naučni napredak, uključujući i proizvodnju civilnih proizvoda.
Prvi ruski 3D satelit
Trenutno tehnologija 3D štampe već uspješno proizvodi dijelove direktno na svemirskim stanicama. No, domaći stručnjaci odlučili su otići još dalje, odmah su odlučili stvoriti mikrosatelit pomoću 3D štampača. Raketno -svemirska korporacija Energia stvorila je satelit, tijelo, nosač i niz drugih dijelova koji su 3D štampani. Istovremeno, važno pojašnjenje je da su mikrosatelit stvorili inženjeri Energie zajedno sa studentima Tomskog politehničkog univerziteta (TPU). Prvi štampački satelit dobio je puno ime "Tomsk-TPU-120" (broj 120 u imenu u čast 120. godišnjice univerziteta, koja se slavila u maju 2016.). Uspješno je lansiran u svemir u proljeće 2016. zajedno sa svemirskom letjelicom Progress MS-02, satelit je isporučen na ISS, a zatim lansiran u svemir. Ova jedinica je prvi i jedini 3D satelit na svijetu.
Satelit koji su stvorili studenti TPU -a pripada klasi nanosatelita (CubSat). Ima sljedeće dimenzije 300x100x100 mm. Ovaj satelit je bio prva svemirska letelica na svijetu koja je imala 3D štampano tijelo. U budućnosti bi ova tehnologija mogla postati pravi napredak u stvaranju malih satelita, kao i učiniti njihovu upotrebu pristupačnijom i raširenijom. Dizajn svemirske letjelice razvijen je u Naučno -obrazovnom centru TPU "Savremene proizvodne tehnologije". Materijali od kojih je napravljen satelit stvorili su naučnici sa Politehničkog univerziteta Tomsk i Instituta za fiziku čvrstoće i nauku o materijalima Sibirskog ogranka Ruske akademije nauka. Glavna svrha satelita bila je testiranje novih tehnologija nauke o svemirskim materijalima; on će pomoći ruskim naučnicima da testiraju nekoliko razvoja Tomskog univerziteta i njegovih partnera.
Kako je saopćila pres služba univerziteta, lansiranje nanosatelita Tomsk-TPU-120 planirano je za vrijeme svemirske šetnje s ISS-a. Satelit je prilično kompaktan, ali u isto vrijeme i punopravna svemirska letjelica, opremljena baterijama, solarnim panelima, ugrađenom radio opremom i drugim uređajima. Ali njegova glavna karakteristika bila je ta što je njegovo tijelo 3D štampano.
Razni senzori nanosatelita bilježit će temperaturu na brodu, na baterijama i pločama, te parametre elektroničkih komponenti. Sve te informacije će se zatim na Zemlju prenijeti na Zemlju. Na osnovu ovih informacija, ruski naučnici moći će analizirati stanje satelitskih materijala i odlučiti hoće li ih koristiti u budućnosti u razvoju i izgradnji svemirskih letjelica. Treba napomenuti da je važan aspekt razvoja malih svemirskih letjelica i obuka novog osoblja za industriju. Danas studenti i nastavnici Tomskog politehničkog univerziteta vlastitim rukama razvijaju, proizvode i poboljšavaju dizajn svih vrsta malih svemirskih letjelica, stječući pritom ne samo visokokvalitetna temeljna znanja, već i potrebne praktične vještine. To je ono što svršenike ove obrazovne institucije čini jedinstvenim stručnjacima u budućnosti.
Budući planovi ruskih naučnika i predstavnika industrije uključuju stvaranje roja univerzitetskih satelita. „Danas govorimo o potrebi motiviranja naših učenika da proučavaju sve što je, na ovaj ili onaj način, povezano sa svemirom - to može biti energija, materijali, stvaranje motora nove generacije itd. Ranije smo razgovarali o tome da je interes za svemir u zemlji donekle izblijedio, ali da se može oživjeti. Da biste to učinili, potrebno je krenuti čak ni od učeničke klupe, već od školske. Tako smo krenuli putem razvoja i proizvodnje CubeSat - malih satelita”, - napominje pres služba Tomskog politehničkog instituta pozivajući se na rektora ove visokoškolske ustanove Petera Chubika.
