Početkom kolovoza 2016. američka mornarica uspješno je testirala tiltrotor Osprey MV-22. Sam ovaj zrakoplov nije neobičan. Vozilo s dva rotora dugo je bilo u službi američke mornarice (pušteno je u uporabu u drugoj polovici osamdesetih godina), no prvi put u povijesti kritični dijelovi ugrađeni su na tiltrotor (sigurnost leta izravno ovisi o njima), koji su bili 3D tiskani pisač.
Za testiranje, američka vojska je od titana tiskala nosač za pričvršćivanje motora na krilo tiltrotora pomoću izravnog laserskog sinteriranja po slojevima. Istodobno je na sam nosač montiran mjerač naprezanja, osmišljen tako da registrira moguću deformaciju dijela. Svaki od dva motora tiltrotora Osprey MV-22 pričvršćen je na krilo pomoću četiri takva nosača. Istodobno, u vrijeme prvog probnog leta tiltrotora, koji se dogodio 1. kolovoza 2016., na njega je ugrađen samo jedan nosač, otisnut na 3D pisaču. Ranije je objavljeno da su nosači nacele tiskani metodom trodimenzionalnog ispisa također instalirani na tiltrotoru.
Razvoj dijelova ispisanih za tiltrotor proveo je Centar za borbu protiv zrakoplovstva Sjedinjenih Država, smješten u zajedničkoj bazi McGuire-Dix-Lakehurst u New Jerseyju. Letna ispitivanja Osprey MV-22 s otisnutim dijelovima provedena su u bazi američke mornarice Patxent River, a vojska je te testove priznala kao potpuno uspješne. 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 slučaju potrebni se detalji mogu ispisati izravno na brodovima. Osim toga, ispisani se dijelovi tada mogu mijenjati kako bi se poboljšale performanse ugrađenih sklopova i sustava.
Nosač nosača motora ispisan titanom
Američka vojska je prije nekoliko godina bila zainteresirana za tehnologije 3D ispisa, ali donedavno funkcionalnost 3D pisača nije bila dovoljno široka da se rutinski koristi za izradu prilično složenih dijelova. Dijelovi za tiltrotor izrađeni su pomoću aditivnog 3D pisača. Dio se izrađuje postupno u slojevima. Svaka tri sloja titanove prašine spojena su laserom, ovaj se postupak ponavlja onoliko dugo koliko je potrebno da se dobije željeni oblik. Nakon završetka, višak se odreže s dijela; rezultirajući element potpuno je spreman za uporabu. Budući da su ispitivanja uspješno završena, američka vojska neće tu stati, izradit će još 6 važnih konstrukcijskih elemenata tiltrotora, od kojih će polovica također biti od titana, a druga - od čelika.
3D ispis u Rusiji i svijetu
Unatoč činjenici da je proizvodnja pisača uspješno implementirana u SAD -u i Rusiji prije nekoliko godina, stvaranje elemenata za vojnu opremu je u fazi finalizacije i ispitivanja. Prije svega, to je zbog vrlo visokih zahtjeva za sve vojne proizvode, uglavnom u pogledu pouzdanosti i trajnosti. Međutim, Amerikanci nisu sami u napretku na ovom području. Drugu godinu zaredom ruski dizajneri proizvode tehnologiju 3D ispisa za proizvodnju dijelova za razvijene jurišne puške i pištolje. Nove tehnologije štede dragocjeno vrijeme crtanja. A stavljanje takvih dijelova u tijek može omogućiti brzu zamjenu na terenu, u bataljonima za popravak, jer neće biti potrebno čekati na tvorničke rezervne dijelove za iste tenkove ili bespilotne letjelice.
Za podmorničare, vojni 3D pisači jednostavno će vrijediti zlata, budući da će u slučaju autonomne navigacije na velike udaljenosti zamjena dijelova podmornicama dati podmornici gotovo neiscrpan resurs. Slična je situacija i s brodovima na dugim putovanjima i ledolomcima. Većina ovih brodova će u vrlo bliskoj 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, tada se za nekoliko sati oprema može ponovno koristiti. U uvjetima prolaznosti operacija i velike pokretljivosti kazališta vojnih operacija, lokalna montaža određenih dijelova, sklopova i mehanizama na licu mjesta omogućit će održavanje visoke razine učinkovitosti jedinica za podršku.
Osprey MV-22
Dok američka vojska lansira svoje konvertiplane, ruski proizvođači tenka Armata već drugu godinu koriste industrijski pisač na Uralvagonzavodu. Uz njegovu pomoć proizvode se dijelovi za oklopna vozila, kao i civilni proizvodi. No, 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 pisača. Za njima ne zaostaje ni Zavod 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, koji je namijenjen zamjeni specijalnih snaga AK74M i APS, sastavljen 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 uvjetima kada se u svijetu promatra nova utrka u naoružanju, vrijeme objavljivanja novih vrsta oružja postaje važno. Na primjer, u oklopnim vozilima, samo proces stvaranja modela i prijenosa s crteža na prototip obično traje godinu ili dvije. Pri razvoju podmornica to je razdoblje već 2 puta duže. "Tehnologija 3D ispisa smanjit će vremenski period nekoliko puta na nekoliko mjeseci", napominje Alexey Kondratyev, stručnjak u području mornarice. - Dizajneri će prilikom projektiranja 3D modela na računalu moći uštedjeti vrijeme na crtežima 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. U konačnici, 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 ispisa i pokretanjem masovne proizvodnje dijelova na ovaj se način vremenski okvir može smanjiti za najmanje 1,5-2 puta."
Prema riječima stručnjaka, suvremene tehnologije sada su udaljene jednu do dvije godine od masovne proizvodnje titanovih dijelova na 3D pisačima. Može se sa sigurnošću reći da će do kraja 2020. vojni predstavnici u poduzećima vojno-industrijskog kompleksa prihvatiti opremu koja će biti sastavljena za 30-50% pomoću tehnologija 3D ispisa. Istodobno, najveću važnost za znanstvenike ima stvaranje keramičkih dijelova na 3D pisaču, koji se odlikuju velikom čvrstoćom, lakoćom i svojstvima zaštite od topline. Ovaj se materijal vrlo široko koristi u svemirskoj i zrakoplovnoj industriji, ali može se koristiti i u većim količinama. Na primjer, stvaranje keramičkog motora na 3D pisaču otvara horizont za stvaranje hipersoničnih zrakoplova. S takvim motorom putnički avion mogao bi letjeti iz Vladivostoka za Berlin za par sati.
Također se izvještava da su američki znanstvenici izumili formulu smole posebno za ispis u 3D pisačima. Vrijednost ove formule leži u velikoj čvrstoći materijala dobivenih iz nje. Na primjer, takav materijal može izdržati kritične temperature koje prelaze 1700 stupnjeva Celzijusa, što je deset puta više od otpornosti mnogih suvremenih materijala. Stephanie Tompkins, direktorica znanosti za napredna obrambena istraživanja, procjenjuje da će novi materijali stvoreni 3D printerima 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. Znanstvenici vjeruju da će proizvodnja keramičkih dijelova na 3D pisaču značiti znanstveni iskorak, uključujući i proizvodnju civilnih proizvoda.
Prvi ruski 3D satelit
Trenutno tehnologija 3D ispisa već uspješno proizvodi dijelove izravno na svemirskim postajama. No, domaći stručnjaci odlučili su otići još dalje, odmah su odlučili stvoriti mikrosatelit pomoću 3D pisača. Raketno -svemirska korporacija Energia stvorila je satelit, tijelo, nosač i niz drugih dijelova koji su 3D ispisani. Istodobno, važno je pojašnjenje da su mikrosatelit stvorili inženjeri Energie zajedno sa studentima Tomskog politehničkog sveučilišta (TPU). Prvi satelitski pisač dobio je puno ime "Tomsk-TPU-120" (broj 120 u imenu u čast 120. obljetnice sveučilišta, koja se slavila u svibnju 2016.). Uspješno je lansiran u svemir u proljeće 2016. zajedno sa letjelicom Progress MS-02, satelit je isporučen na ISS, a zatim lansiran u svemir. Ova je jedinica prvi i jedini 3D satelit na svijetu.
Satelit koji su stvorili učenici TPU -a pripada klasi nanosatelita (CubSat). Ima sljedeće dimenzije 300x100x100 mm. Ovaj satelit bio je prva svemirska letjelica na svijetu koja je imala 3D tiskano tijelo. U budućnosti bi ova tehnologija mogla postati pravi proboj u stvaranju malih satelita, kao i učiniti njihovu upotrebu pristupačnijom i raširenijom. Dizajn letjelice razvijen je u TPU -ovom Znanstveno -obrazovnom centru "Suvremene proizvodne tehnologije". Materijali od kojih je izrađen satelit stvorili su znanstvenici s poljskog sveučilišta Tomsk i Instituta za fiziku čvrstoće i znanost o materijalima Sibirskog ogranka Ruske akademije znanosti. Glavna svrha satelita bila je testiranje novih tehnologija znanosti o svemirskim materijalima; pomoći će ruskim znanstvenicima u testiranju nekoliko razvoja sveučilišta Tomsk i njegovih partnera.
Prema tiskovnoj službi sveučilišta, 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. No, njegova glavna značajka bila je ta što je tijelo 3D tiskano.
Razni senzori nanosatelita bilježit će temperaturu na brodu, na baterijama i pločama te parametre elektroničkih komponenti. Svi ti podaci tada će se putem Interneta prenijeti na Zemlju. Na temelju ovih informacija ruski će znanstvenici moći analizirati stanje satelitskih materijala i odlučiti hoće li ih ubuduće koristiti u razvoju i izgradnji svemirskih letjelica. Valja napomenuti da je važan aspekt razvoja malih svemirskih letjelica i osposobljavanje novog osoblja za industriju. Danas studenti i nastavnici poljskog sveučilišta Tomsk vlastitim rukama razvijaju, proizvode i poboljšavaju dizajn svih vrsta malih svemirskih letjelica, stječući pritom ne samo kvalitetna temeljna znanja, već i potrebne praktične vještine. To je ono što diplomante ove obrazovne ustanove čini jedinstvenim stručnjacima u budućnosti.
Budući planovi ruskih znanstvenika i predstavnika industrije uključuju stvaranje roja sveučilišnih satelita. „Danas govorimo o potrebi motiviranja naših učenika za proučavanje svega što je, na ovaj ili onaj način, povezano sa svemirom - to može biti energija, materijali, te stvaranje motora nove generacije itd. Ranije smo razgovarali o tome da je interes za svemir u zemlji donekle izblijedio, ali 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.
