Первый российский композитный 3D-принтер может превзойти мировые аналоги
Сотрудники Сколковского института науки и технологий разработали технологию аддитивной печати (или, как принято говорить сегодня, 3D-печати) изделий из композиционных материалов, в частности – углепластика, позволяющую получать изделия, превосходящие по своим механическим характеристикам мировые аналоги. Работа ещё ведётся, но первые результаты весьма вдохновляют исследователей.
Так, прочность первых образов, изготовленных по отечественной технологии, составляет более 400 МПа (прочность конструкционных алюминиевых сплавов — 200-300 МПа). Как утверждают разработчики, по этому показателю они могут превзойти мировые аналоги и даже главного конкурента — материалы американской компании MarkForged — почти в два раза.
Идея, изначально предложенная директором Центра Сколтеха по перспективным конструкциям Зафером Гюрдалом (Zafer Gurdal), была выбрана в качестве одного из проектов для стартап-лаборатории Центра. Профессор Гюрдал начал работу над этим проектом в Университете Южной Каролины, США, в прошлом году и, приехав в Россию, решил продолжить развивать эту перспективную идею в Сколково.
Летом 2014-ого года Дмитрий Васильев, магистрант Сколтеха, проходил практику в Университете Южной Калифорнии и работал там над этой темой. Сейчас Дмитрий — полноправный член команды проекта.
«В июле мы подали заявку на субсидию Минобрнауки, – рассказывает в пресс-релизе Сколтеха Фёдор Антонов, старший научный сотрудник Центра. – Несмотря на то, что в тот момент у нас не было работающего прототипа, мы получили финансирование и активизировали работу в октябре 2014-го года. В последующие четыре месяца мы очень много работали, и после ряда неудач, пришли, наконец, к рабочему решению: никто не ожидал, что оно окажется настолько эффективным».
Сейчас все члены команды крайне воодушевлены перспективами проекта. Уже есть работающий прототип, который может печатать очень прочные и жёсткие детали, есть технология, которую учёные планируют запатентовать.
Зачем же нужен такой принтер? Ответ прост: сегодня 3D-печать используются преимущественно для быстрого прототипирования, то есть для изготовления макетов, а не реальных изделий. Даже принтер, отправленный и уже опробованный на МКС, пока не в состоянии создать деталь, которая по своим характеристикам подходила бы для реального использования.
Отечественная технология позволит изготавливать на 3D-принтере нагружаемые элементы конструкций, обладающие оптимальной геометрией и внутренней структурой материала (то есть они не сломаются, если к ним в процессе эксплуатации будет приложено определённое усилие).
Кстати, проектирование таких «выносливых» конструкций — это отдельная очень большая задача, за которую в проекте отвечает команда из Санкт-Петербургского политехнического университета.
Такой принтер уже не просто будет печатать игрушки и модели. На нём можно будет создавать детали для беспилотников, квадрокоптеров и роботов, лопасти, кронштейны, корпусные элементы – выбор практически неограничен (единственное условие – они не должны быть слишком большими по размеру). Можно будет напечатать, например, протезы, ортопедические стельки для ботинок, пряжки для ремней (не из металла). В конце концов, можно напечатать хоть негнущуюся крышку для смартфона.
В будущем же эту технологию можно будет использовать и в аэрокосмической отрасли, заключают разработчики. В течение ближайших двух лет учёные планируют спроектировать, изготовить и испытать конструкции из композитных материалов в интересах индустриального партнера проекта — Объединённой ракетно-космической корпорации.
Замена материалов (с пластиков для прототипирования на конструкционные и суперконструкционные термопласты) и дальнейшая отработка технологического процесса позволят улучшить текущие показатели ещё в 2-3 раза, уверены исследователи Сколтеха. Если вс пойдёт хорошо, инженеры, наверняка, займутся увеличением объёмов производимых деталей.
Все работы ведутся российскими учёными в рамках проекта «Разработка интегрированной системы компьютерного проектирования и инжиниринга для аддитивного производства лёгких и надежных композитных конструкций ключевых высокотехнологичных отраслей промышленности» федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014—2020 годы».
oko-planet.su
Комментарии
Вспомните какими наивными были первые мобильные телефоны, а сейчас это буквально медийные комплексы с массой опций, которые ещё лет пятнадцать невозможно было и представить.
"Туземных" - это я в хорошем смысле..)
Корпуса авто, фюзеляж и крылья самолётов делают из углепластика.
Вперёд, ребята!
А вообще - молодцы !!!
-----------
А что, если , блин, нет?
Хотя сам ученый утверждает, что за ней будущее, и что даже еду буду печать на подобных принтерах, не то что дома и самолеты.
Мне как раз этот фильм пришёл на ум после той лекции о трёхмерном печатании))
Неужели ее не сдует?
Только тем, что бронзу легче обрабатывать и поэтому типа обосновали предпочтительность?
Я думаю, что судья тут стенд, а не рассуждения.
1. Обрабатываемость хромоникелевого сплава, используемого при 3Д-печати не имеет значения, так как ему не требуется формообразование и нужна только финишная обработка.
2. Его термостойкость и прочность значительно превосходят бронзу, следовательно стенку можно сделать тоньше, а температурный градиент выше. Не зря же такой сплав упомянут в допустимых.
3. Более высокая температура стенки означает меньшую отдачу тепла от факела и следовательно бОльшую экономичность.
Я много наврал?
2. Более высокая температура стенки не имеет отношения к температуре факела - речь идет практически только о пограничном слое потока. Зато высокая напряженность температурная и механическая. Особенно в пусковом режиме это явно приведет к разрыву канала подогрева компонента, он же охлаждения.
Почитайте теорию ЖРД. Его расчет не пятиминутная задача. То, что я говорю, это ожидания того, кто работал не с одной конструкцией. Сложность процессов приводит к тому, что конструктор не любит кардинальных изменений. тем более ради самих изменений.
2. Понятно, что конструктор не любит изменений. Зато заказчики изделия горячо приветствуют многократное сокращение сроков изготовления деталей, а технологи - упрощение техпроцесса, так как за один раз можно изготовить деталь практически произвольной сложности.
2. Внутренние полости изделия, полученного таким образом будут иметь повышенное гидравлическое сопротивление, а значит. тут будут вопросы с теплообменом.
Как вывод, считаю, что такая система производства требует очень серьезной отработки. как теоретической, так и экспериментальной. И за задачу получения ЖРД в такой хреновине браться слишком рано.
2. С гидравлическим сопротивлением не все так просто. Птицы почему-то не покрыты гладкой кожей, а среди летающих насекомых есть как гладкие жуки, так и мохнатые шмели.
3. А что вас больше волнует - подогрев горючего и окислителя или термостойкость самого сопла?
Поэтому я и написал выше, что все решат стендовые испытания. Кстати, у Маска они уже были.
Меня здесь постигло множество разочарований. Больше всего поразило надругательство над правовой системой Швеции.
Только вот далеко ли на обмане уедешь??!
Вот первая попавшаяся по запросу в гуголе: элон маск 3D-печать
http://universetoday-rus.com/blog/2013-09-09-1441
Большое начинается с малого.
http://www.gizmag.com/3d-printed-rocket-seds/29306/
Металлическая 3-печать тоже может пойти по такому пути.
http://design-engine.com/nasa_jpl_enables_3d_printing_alloy_metals/
Не буду спорить, но предпочитаю подождать и посмотреть, что из этого выйдет.
Я, все еще, более склоняюсь к тому, что сопла будут печатать. Но с датой пока не определился.
Кстати, наибольшая гладкость поверхности достигнута вовсе не механической обработкой...
Но это для тех, кому нужно такое.
Я думаю, что со временем непременно появятся настоящие струйные принтеры с плазменными головками, которые позволят, как чернильные, ставить "точку" заданного состава в произвольном месте печатаемой детали.
Понятно, что чем выше точность, тем ниже производительность, поэтому, скорее всего, головка будет содержать черновые и чистовые сопла.
Но это уже мои личные фантазии. А они у меня неуемные. :)
Тем не менее сложности есть и там, и там. В общем-то это и так видно как по результату, так и по процессу, сопровождаемому разбрасыванием искр.
Тем не менее я не теряю надежды, что в каком либо виде (возможно совсем в другом) процесс будет доведен до совершенства.
"Мы получили финансирование и....никто не ожидал, что решение окажется эффективным!" - меня несколько напрягают такие выражения.
А в целом, если всё пойдёт хорошо, инженеры, наверняка займутся, ну а если плохо, то не займутся, а подадут ещё заявку на субсидию.
Что-то мне захотелось там поработать.
Она состоит из двух частей:
1. Изменчивость.
2. Естественный отбор.
То или другое может оспаривать только человек не знающий ничего и лишенный способности думать.
Когда-то думали, что все создал бог, но эти бредни давно в прошлом.
Да вы врунишка.
Комментарий удален модератором
- Может!
Но не превзойдёт: Медведев ОПЯТЬ что-нибудь напутает, а в Сколково ОПЯТЬ что-нибудь разворуют!
Себестоимость производства этого мусора на пару порядков (раз в 200...600) ниже, а качество прогнозируемо выше...)))
И называть дорогой велосипед с паровым двигателем решением транспортной проблемы в городах не серьёзно...))))
Все специалисты понимают, что жульничество. Но под эти лозунги можно нахлобучить большие миллионы дурных денег с лохов-акционеров...
Самое большое мошенничество в околонаучной сфере было организовано компанией "DuPont" на тему "глобального потепления и озоновых дыр". Начиная миллиардное мошенничество на многокомпанентных фреонах эта афера докатилась до "экологических квот на выбросы" для государств.... Денег в этой афере прокрутилось сотни миллиардов долларов...
Комментарий удален модератором
Перекупив разработчика с документами.
Выдавить зубную пасту на торт много ума не надо.
Станки координатной обработки изделий известны с 60-х годов.
Основная проблема - это заданные характеристики конструкций. Не просто форму задать, но и механику изделия выдержать.
А это возможно только на уровне молекулярного конструирования.
Для всех этих 3-Дэ менеджеров есть два страшных слова: материаловедение и сопромат, от которых они падают в обморок...)))
Только они дороговато получатся...)))
Дороже всего обеда в забегаловке, включая стаканчик дринка...)))
Комментарий удален модератором
Остается только понять почему надо делать только все самое самое.
Блоки бесперебойного питания от 6кВт. Это безумно круто, сколь и дорого.
Чего нибудь для обычной жизни бы... не дорогое но надежное.
Конструкционный алюминий это что? Что с прочностью? Такая же как у забугорных станков. Только там он называется напряженным. Это н одно и то же? Я про стойксть к ударам?