Аддитивное производство в оборонной промышленности: 15 вариантов применения | MachineMFG

Аддитивное производство в оборонной промышленности: 15 вариантов применения

0
(0)

Технология аддитивного производства уже давно получила признание благодаря своим мощным возможностям и широко используется во многих отраслях, включая морскую, аэрокосмическую и автомобильную.

В частности, она все чаще используется оборонными ведомствами по всему миру. По прогнозам, к 2027 году объем военной индустрии 3D-печати составит $1,7 миллиарда долларов.

Учитывая требования военных к более высокой скорости, меньшему весу и стоимости, выбор технологии аддитивного производства для достижения этих характеристик, несомненно, является наиболее правильным выбором.

В этой статье перечислены некоторые случаи использования технологии 3D-печати в оборонном секторе различных стран. На основе этих практических примеров мы сможем еще больше оценить значение этой технологии в оборонной промышленности.

1. Металлический 3D-принтер длиной 9 метров

Американские военные полностью убеждены в преимуществах аддитивного производства. В 2021 году они объявили о планах по созданию крупнейшего в мире металлического 3D-принтера. Центр систем наземных транспортных средств армии DEVCOM строит этот колоссальный принтер при содействии ASTRO America, Ingersoll Machine Tools, Siemens и производственного объединения MELD в арсенале Рок-Айленд. Этот принтер станет частью проекта Seamless Hull, конечной целью которого является печать интегрированных корпусов для боевых машин.

Сообщается, что на реализацию проекта уйдет около 14 месяцев. По завершении проекта принтер будет способен печатать металлические детали длиной 30 футов, шириной 20 футов и высотой 12 футов (примерно 9 метров на 6 метров на 3,6 метра).

Металлический 3D-принтер длиной 9 метров

2. 3D-печатные подиумы

Еще одно применение в военном и оборонном секторе предлагает компания ITAMCO (Indiana Technology and Manufacturing Companies), которая использует аддитивное производство для разработки взлетно-посадочной полосы для военных экспедиционных аэродромов. Эти взлетно-посадочные маты являются ключевыми компонентами экспедиционных аэродромов (EAF).

Они предназначены для использования на слабых площадках, позволяя военным самолетам садиться и взлетать. Ранее использовались переносные взлетно-посадочные полосы из алюминиевых листов, но когда они устарели, военным потребовалось найти инновационное решение.

3D-принтер M290 немецкой компании EOS был использован для производства более легких и прочных моделей военной техники для ВВС США.

3D-печатные подиумы

3. ExOne и его военная канистра

Стремясь ускорить разработку надежных 3D-печатных заводских канистр, компания ExOne приступила к этой работе после сотрудничества с несколькими партнерами. В частности, речь идет о контракте на $1,6 млн с Агентством оборонной логистики (DLA).

На протяжении всего этого процесса технология Binderjet компании ExOne, известная своей скоростью, гибкостью материалов и простотой эксплуатации, использовалась для военных целей, эффективно удовлетворяя критические потребности армии.

Этот 3D-принтер, разработанный специально для военных, как утверждается, способен выдавать струйный клей, дозировать более 20 виды металловкерамики и других порошкообразных материалов. Кроме того, уникальный корпус и другие особенности делают его исключительно подходящим для использования в изделиях военного назначения.

ExOne и его военная канистра

4. 3D-печатные инструменты военно-морского флота США

Военно-морской флот США также использует возможности аддитивного производства. Корпус морской пехоты обнаружил потенциал 3D-печати при разработке новых инструментов для обслуживания автомобилей.

В сотрудничестве с лагерями снабжения и промышленными партнерами Командование систем морской пехоты выпустило зажим для аддитивного производства с помощью технологии 3D-печати. Этот зажим предназначен для отсоединения рулевых колес от металлов - распространенная проблема при обслуживании военно-морских транспортных средств.

Аддитивное производство помогает сократить время на обслуживание и подготовку инструментов, успешно снижая фактическое время ожидания таких деталей примерно до 25 дней.

3D-печатные инструменты военно-морского флота США

5. Армия США и Университет Южной Флориды разработали легкий магниевый сплав

В области технологий 3D-печати армия США регулярно сотрудничает не только с соответствующими корпорациями, но и с различными университетами. Недавно ученые из Университета Южной Флориды успешно напечатали в 3D-формате магниевый сплав известный как WE43.

Разработка этого материала не была случайной, а скорее была обусловлена военными потребностями. Американские солдаты часто оказываются обременены чрезвычайно тяжелыми ранцами и снаряжением, поэтому исследования, направленные на снижение нагрузки на них, имеют первостепенное значение.

Однако с помощью WE43 и процесса плавления в порошковом слое армия США и Университет Южной Флориды, возможно, нашли решение проблемы.

Армия США и Университет Южной Флориды разработали легкий магниевый сплав

6. 3D-печатный пропеллер для кораблей

В последние годы известная французская компания Naval Group использует технологию 3D-печати для решения самых разных задач. В январе 2021 года, благодаря процессу Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM), Naval Group успешно напечатала 3D-винт.

Состоящий из пяти лопастей, каждая из которых весит 200 кг, гребной винт был установлен на минный тральщик Perseus. Команда, создавшая этот проект, рассказала, что использование технологии 3D-печати позволило значительно сократить время строительства и минимизировать количество используемых материалов.

3D-печатный пропеллер для кораблей

7. Военно-воздушные силы Испании модернизируют свои процессы с помощью 3D-печати

Аддитивное производство может помочь деталям достичь высокой твердости, прочности и других исключительных характеристик. Благодаря внутреннему армированию волокнами исследователи разработали различные инструменты и конечные детали, которые могут выдерживать жесткие условия эксплуатации, необходимые в условиях сильной нагрузки на детали, без какого-либо права на ошибку.

В Мадриде глава вертолетной мастерской ВВС Испании заявил, что теперь они стараются изготавливать каждую деталь с помощью аддитивного производства, избегая традиционных методов производства. К таким деталям относятся инструменты для измерения контроля герметичности шасси вертолетов и специальные ключи для несущих винтов вертолетов.

Военно-воздушные силы Испании модернизируют свои процессы с помощью 3D-печати

8. Генерал Латис и его дизайн шлема для армии США

Компания General Lattice, разработчик программного обеспечения для 3D-проектирования, заключила контракт с армией США на повышение ударопоглощающей способности боевых шлемов с помощью 3D-печати и передовых геометрий решеток. Для этого проекта компания разработала набор инструментов прогнозирующего моделирования для проектирования и создания материалов для шлемов.

Чтобы усилить защиту солдат на поле боя и повысить вероятность их выживания после ударов головой, 3D-печатные материалы будут протестированы в реальных условиях, чтобы подтвердить требования к характеристикам, установленные командным солдатским центром.

Генерал Латис и его дизайн шлема для армии США

9. Запасные части в боевых бронированных машинах

Австралийская армия разработала десятки запасных частей для одной из своих бронированных машин с помощью решения для 3D-печати холодным распылением, разработанного компанией SPEE3D. Эти компоненты прошли многочисленные испытания и сертификацию в полевых условиях, повысив оперативность австралийской армии.

Например, напечатанный колпак колеса был изготовлен всего за 29 минут, а его стоимость составила 100 австралийских долларов. Внедряя технологию аддитивного производства, военные смогут сократить время простоя бронетехники, что позволит эффективнее справляться с чрезвычайными ситуациями.

10. Военно-морской флот США и аддитивное производство

В течение нескольких лет ВМС США реализуют многочисленные проекты по аддитивному производству. Их цель - повысить маневренность и эффективность команд, выполняющих миссии в открытом океане, особенно в части изготовления запасных частей. Именно поэтому Военно-морская аспирантура (NPS) инвестировала в металлическую машину Xerox ElemX.

Они используют это оборудование для разработки запасных частей и инструментов для подводных лодок и кораблей, что позволяет Xerox сократить цепочку поставок и производить компоненты по индивидуальным заказам. Однако NPS - не единственная организация, запускающая инициативы по 3D-печати в морском секторе.

Компания MatterHackers подписала пятилетний контракт с ВМС США на поставку всего необходимого 3D-оборудования, а также на проведение обучающих курсов и техническое обслуживание.

Военно-морской флот США и аддитивное производство

11. Проект "Энергия будущего

Проект Future Energy Project из Великобритании занимается исследованиями, испытаниями взрывчатых веществ, производством новых энергетических средств, моделированием взрывчатых веществ, химическим синтезом, тепловой характеристикой и испытаниями на опасность.

Проект направлен на создание новых энергетических материалов и методов диагностики для проверки этих новых материалов. Аддитивное производство будет использовано для разработки новых рецептур взрывчатых веществ, предлагающих потенциальным пользователям многочисленные преимущества, такие как снижение затрат на хранение и транспортировку и повышение эффективности.

Стоимость может быть точно подобрана в соответствии с требованиями и изготовлена в инновационных, сложных конструкциях, что ранее было немыслимо. В процессе производства используется резонансно-акустический смеситель LabRAM, в котором для смешивания материалов вместо физических лопастей используется акустическая энергия, что делает процесс более безопасным.

Проект "Энергия будущего

12. ASTRO America разрабатывает 3D-печатные корпуса бронемашин

Организация, занимающаяся исследованиями в области прикладной науки и техники, также известная как ASTRO America, была выбрана армией США для реализации проекта бесшовного корпуса.

Этот план, поддерживаемый Институтом инноваций в производстве, который финансируется Министерством обороны США, является частью усилий по разработке и поставке корпусов бронемашин с помощью 3D-печати.

Их цель - сократить время изготовления и снизить производственные затраты, одновременно облегчить вес машин и повысить их характеристики и живучесть.

ASTRO America разрабатывает 3D-печатные корпуса бронемашин

13. 3D-печатные военные казармы

Компания ICON, специализирующаяся на 3D-строительстве и известная своим участием в военных проектах, в сотрудничестве с Военным департаментом Техаса, Logan Architecture и Fort Structures создала самое большое 3D-печатное сооружение в Северной Америке.

Тренировочный лагерь, расположенный в тренировочном центре Swifte Camp в Бастропе, штат Техас, был построен с помощью строительной системы Vulcan компании ICON - робота-принтера, управляемого с помощью планшета и способного использовать материалы на основе цемента.

Результатом успешного сотрудничества компании и военных стала первая 3D-печатная военная казарма, в которой могут жить солдаты. Готовая конструкция представляет собой здание площадью 3 800 квадратных футов, в котором могут разместиться до 72 солдат или пилотов, готовящихся к следующим заданиям.

3D-печатные военные казармы

14. 3D-печать корпусов подводных лодок

В течение многих лет Министерство обороны США находило способы применения 3D-печати в различных областях - на земле, в воздухе и на море. Один из последних проектов американских военных касается относительно неизведанной области 3D-печати - подводной.

В 2017 году Национальная лаборатория Оук-Ридж (ORNL) совместно с Лабораторией инновационных технологий ВМС США осуществила первый в военной истории 3D-печатный корпус подводной лодки.

Используя технологию ORNL Fused Deposition Modeling Large Area Additive Manufacturing (FDM BAAM), команда создала 30-футовый концептуальный корпус, состоящий из шести композитных секций из углеродного волокна, продемонстрировав более быстрое производство и более низкую стоимость по сравнению с традиционными методами производства.

Несмотря на то, что испытания все еще продолжаются, есть основания полагать, что вскоре мы станем свидетелями погружения в океан 3D-печатных подводных лодок.

3D-печать корпусов подводных лодок

15. Университет штата Мэн разрабатывает суда материально-технической поддержки для Корпуса морской пехоты США

В марте этого года Университет штата Мэн (UMaine) в своем Центре передовых конструкций и композитов в Ороно напечатал в 3D два больших судна, одно из которых, как сообщается, является самым большим судном, изготовленным методом аддитивного производства в истории.

Эти прототипы были разработаны для Корпуса морской пехоты США, они предназначены для материально-технического обеспечения и будут проходить испытания для активного военного использования. Более крупный из них вмещает два 20-футовых грузовых контейнера, а другой может перевозить трехдневный запас продовольствия, воды и других припасов для целого стрелкового подразделения.

Оба новых судна были напечатаны на 3D-принтере из смеси нескольких материалов на основе полимерных композитов, армированных волокнами. По словам представителей UMaine, они смогли изготовить и собрать одно из этих судов всего за месяц - процесс, который при использовании традиционных методов производства занял бы до года.

Университет штата Мэн разрабатывает суда материально-технической поддержки для Корпуса морской пехоты США

Насколько публикация полезна?

Нажмите на звезду, чтобы оценить!

Средняя оценка 0 / 5. Количество оценок: 0

Оценок пока нет. Поставьте оценку первым.

Так как вы нашли эту публикацию полезной...

Подписывайтесь на нас в соцсетях!

Сожалеем, что вы поставили низкую оценку!

Позвольте нам стать лучше!

Расскажите, как нам стать лучше?

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Прокрутить вверх