CC BY
1
Актуальныае проблемы! авиации и космонавтики - 2022. Том 1
УДК 62l.74
СОВРЕМЕННЫЙ УРОВЕНЬ 3D ПЕЧАТИ В РАКЕТОСТРОЕНИИ
Д. В. Черепанов*, А. Д. Рыков, В. П. Елисов
Научный руководитель - Л. В. Зверинцева
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 6600З7, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», З1
*E-mail: dimitry-ii@mail.ru
Проведено исследование и обзор статей по теме текущих и потенциальных возможностей использования 3D-печати в авиационной и космической области.
Ключевые слова: 3D-печать, аддитивные технологии, авиастроение.
MODERN LEVEL OF 3D PRINTING IN ROCKET SECTORITY
D. V. Cherepanov*, A. D. Rykov, V. P. Elisov Scientific supervisor - L. V. Zverintseva
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology З1, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 6600З7, Russian Federation
*E-mail: dimitry-ii@mail.ru
A study and review of articles on the topic of current and potential opportunities for the use of 3D printing in the aviation and space field was carried out.
Keywords: 3D printing, additive technologies, aircraft industry.
На протяжении последнего десятилетия рынок 3D-печати в России вырос более чем в десять раз, что подтверждает актуальность данной отросли. Появились как новые типы принтеров, так и новые технологии, позволяющие печатать из более сложных материалов, при этом скорость печати и экономичность аддитивного производства тоже выросла. 3D-печать позволяет изготавливать детали самолетов, ракет, автомобилей, музыкальных инструментов, то есть такая технология используется как в военном, так и в гражданском секторах. Для 3D-печати необходим принтер с расходными материалами и 3D-модель детали. На одном и том же принтере можно печатать детали различной сложности и габаритов. В современном мире потенциал аддитивного производства является огромным за счёт универсальности методов 3D-печати.
Ракетостроение является перспективной областью применения аддитивных технологий, исследуются новейшие технологии, инструменты и материалы, при этом большинство новых разработок применяются и в военной промышленности. Множество технологий из военной отрасли со временем начинают применяться и в гражданской промышленности. В результате, космическая отрасль позволяет развивать сразу множество секторов промышленности.
Сегодня Россию никак нельзя называть лидером в этой сфере. Доля России составляет всего 2%, страна находится на ll месте в мире по производству и внедрению аддитивных технологий, однако рынок 3D-печати в России за последние В лет вырос в l0 раз [l].
Команда ученых из центра 3D-печати Lab 22, совместно с CSIRO в Австралии помогла создать первые в мире 3D-печатные реактивные двигатели. Центр аддитивного производства
Секция «Технологические и мехатронные системы is производстве ракетно-космической техники»
Университета Монаша возглавил проект в сотрудничестве с исследователями Lab 22 и Университетом Дикина. В проекте был использован электронно-лучевой плавильный принтер Arcam в сочетании с технологией холодного распыления для производства ряда деталей для двигателей, в которых использовался титановый металлический порошок. 3D-печатные реактивные двигатели демонстрируют, что тестовые детали могут быть изготовлены за несколько дней [2]. Уже на стадии проектирования, это может в разы повысить эффективность международной авиационной промышленности.
На рис. 1 представлен 3D-печатный реактивный двигатель [2].
Рис. 1. 3D-печатный реактивный двигатель
Спроектирован и изготовлен первый в Европе 3D-принтер для использования в условиях невесомости. Он предназначен для печати деталей и изделий из пластмасс аэрокосмического качества. Принтер «Manufacturing of Experimental Layer Technology» (MELT) должен работать как в стандартном положении, так и перевернутом. Он устанавливается в стандартную стойку полезной нагрузки в соответствии со стандартом безопасности станции. Принтер MELT может печатать широкий спектр термопластов, от АБС пластика, до термопластов с высокой температурой плавления полиэфирэфиркетонов [3].
Этот принтер может быть использован для изготовления деталей по требованию для ремонта и обслуживания длительной орбитальной среды обитания. Развитие такого принтера потенциально может принести пользу людям на поверхностях Марса. Важно отметить, что он может осуществлять печать с использованием переработанного пластика. Это позволяет создать совершенно новую стратегию обслуживания, основанную на повторном использовании материалов с замкнутым циклом [3].
На рис. 2 показан 3D-принтер MELT [3].
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2022. Том 1
Рис. 2. 3Б-принтер MELT
Таким образом, аддитивные технологии являются одними из наиболее перспективных технологий в современном машиностроении и ракетостроении. SD-печать позволяет не только существенно ускорить производство, но и изготавливать детали как для самого изделия в наземных условиях, так и для ремонта в условиях микрогравитации, то есть в космосе. Единственным недостатком данной технологии является её дороговизна, но стоит заметить, что такая проблема - это «вопрос времени».
Библиографические ссылки
1. Минпромторг России [Электронный ресурс]. - URL: https://minpromtorg.gov.ru/ (дата обращения 12.02.2022).
2. Национальное научное агентство Австралии CSIRO [Электронный ресурс]. - URL: https://www.csiro.au/en/research/production/materials/3d-printed-jet-engine (дата обращения 12.02.2022).
3. Европейское Космическое агентство EDS [Электронный ресурс]. - URL: https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2018/10/MELT_3D_printer (дата обращения 13.02.2022).
© Черепанов Д. В., Рыков А. Д., Елисов В. П., 2022
