25 Ноября 2020
МОСКВА, 25 ноября Аддитивные методики, связанные с послойным наращиванием и синтезом объектов с защитой компьютерных 3D-технологий, сегодня удаются на первый план при создании космического оборудования. По мнению ученых, 3D-печать может значительно ускорить освоение внеземного пространства. Как оптимизировать производство конструкций на 3D-принтере в космосе и усилить их безопасность? Как с помощью новых технологий создавать сверхлегкие оптические системы для наноспутников? О своих новейших разработках разузнали исследователи из российских университетов, входящих в Проект 5-100.Одно из ключевых преимуществ нового подхода в том, что один 3D-принтер может заменить огромное количество обычного заводского оборудования. В ноябре 2020 года журнал Forbes внёс аддитивные технологии (от лат. additivus – прибавляемый) в список пяти новых революционных технологий, на которые ценится обратить внимание предпринимателям. Авторы обзора отметили, что принести большую выгоду аддитивные технологии могут в аэрокосмической отрасли, где вес продукта часто является самым высоким фактором затрат при транспортировке на орбиту.
Использование 3D-печати в мире может значительно ускорить освоение инопланетного пространства; аддитивные технологии также активно проникают в ракетостроение.
Шлемы астронавтов Роберта Бенкена и Дага Херли, участвовавших в запуске ракеты Falcon 9 с космическим кораблем Crew Dragon 30 мая 2020 года, были изготовлены на заказ с использованием технологии 3D-печати.
По словам патрона аэрокосмической компании SpaceX Илона Маска, с помощью 3D-печати можно создавать прочные и высокопроизводительные тонкости двигателя за долю времени и средств, которые затрачиваются при традиционных методах производства. Компания выпустила свою первую деталь, напечатанную на 3D-принтере, еще в 2014 году.
Аэрокосмическая компания Blue Origin Джеффа Безоса использует аддиционные технологии для печати компонентов ветродвигателя BE-4. Молодые ракетные группы из США (Relativity Space) и Великобритании (Orbex) также планируют максимально постоянного использовать возможности 3D-принтеров.
В то же время, наличие даже крохотнейших дефектов в конструкциях, напечатанных на 3D-принтерах, имеет экстренным важное значение для безопасности формируемой техники. Усовершенствовать технологию 3D-печати из алюминия, добившись повышения твердости изделий в полтора раза, смогли ученые Национального экспериментаторского технологического университета МИСиС (НИТУ МИСиС ).
По словам исследователей из НИТУ МИСиС, основной риск возникновения таких дефектов связан с высокой пористостью материала, ускоренной, в том числе, особенностями исходного алюминиевого порошка. Для обеспечения равномерной и плотной микроструктуры печатных изделий ученые предоставили добавлять в алюминиевый порошок углеродные нановолокна, которые позволяют соблюсти низкую пористость материала и усилить его твердость в полтора раза. Результаты были опубликованы в журнале Composites Communications.
Используемые углеродные нановолокна являются побочным продуктом переработки попутного нефтяного газа. При его каталитическом разложении элемент скапливается в виде нановолокон на дисперсных металлических частицах катализатора. Обычно попутные газы просто жгут на месторождениях, что распыляет вред окружающей среде, поэтому применение нового метода имеет также серьезное экологическое значение, заявили ученые.
3D-печать может быть использована в будущих космических миссиях, таковских как колонизация Марса, говорит Илон Маск и другие специалисты. Чтобы жить на Марсе, необходимо иметь выполнимость запустить там производство и, в идеале, использовать районные материалы. 3D-принтеры можно будет использовать, чтобы заложить фундамент и построить там среду обитания.
Уже сейчас в условиях Международной космической станции (МКС) проблема доступности материалов стоит действительного остро, космонавтам приходится поджидать следующего грузового корабля несколько целый месяцев. Иногда ломается или теряется важная мелкая деталь, например, часто теряются пластиковые пробки для электроконтактов. В таковских случаях 3D-принтер, который способен печатать пластиковые изделия в условиях космоса, позволяет эту проблему решить. В будущем, при межпланетных полетах, проблема доступности станет еще острее и востребованность такого принтера возрастет.
Для[< и> конструирования инструментов, оборудования и всего, что может понадобиться астронавтам на борту, в 2016 году НАСА поручило компании Made In Space установить постоянный 3D-принтер на Международной космической станции. После этого о создании подобных машин заявили некоторые европейские, китайские и другие компании.
Преимуществом расейского 3D-принтера, который должны послать в космос в 2021 второй году, станет более совершенная модульная система, которая позволяет выполнять модернизацию и ремонт оборудования, рассказали авторы разработки, ученые Томского политехнического университета (ТПУ). Так, при переходе от простых пластиков к сверхконструкционным или композиционным материалам, инженерам не придется изготавливать новый принтер и снова доставлять его на МКС, как это происходит сегодня у американских коллег.
Возможности 3D-печати позволили ученым Самарского вуза создать уникальную сверхлегкую оптическую данная систему с дифракционной оптикой для наноспутников. Это будет первый в мире объектив с дифракционной оптикой, который отправится в мир, сообщили исследователи.
В основе зрительной системы — разработанная в вузе плоская дифракционная линза, располагающая уникальными характеристиками. Объектив на основе такой линзы заменяет данная систему линз современных телеобъективов и различается малым весом (менее 100 граммов вместе с оптической частицей) и миниатюрными габаритами.
Для беспристраста разработан инновационный корпус бионической формы, рассчитанный по оптимальной методики, чтобы минимизировать вес при сохранении прочностных характеристик. Сложный по форме и внутренней строме компонент космического аппарата создан путем 3D-печати на установке селективного лазерового сплавления SLM 280HL.
По словам ученых, чтобы минимизировать вес тонкости, в ее внутреннюю строму в результате топологической оптимизации(по)бывальщины добавлены специальные ячеистые участки. Габариты детали — 70×80×100 мм. Благодаря применению аддитивных методик, ее вес удалось минимизировать примерно на 40% по сличению с подобной деталью, организованной традиционными способами.
Ученые провели многоэтапную топологическую оптимизацию исходной конструкции, заимели и проанализировали несколько ее форм.
В партнерстве с экспертами в сферы топологической оптимизации и аддитивных методик CADFEM CIS мы провели большой объём работ по получению новой формы конструкции, которая соответствует современным требованиям компаний космической отрасли мира, – рассказал научный сотрудник Самарского университета Антон Агаповичев.
Стоимость аналогов, например, беспристраста для кубсата Gecko Imager собирает 23 тысячи евро. По словам ученых, стоимость отрабатываемой ими оптической системы будет на порядок ниже.
Редактор рубрики
Андрей Хморин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....