<img height="1" width="1" src="https://www.facebook.com/tr?id=131233314138923&amp;ev=PageView &amp;noscript=1 <https://www.facebook.com/tr?id=131233314138923&amp;ev=PageView%20&amp;noscript=1> <https://www.facebook.com/tr?id=131233314138923&amp;ev=PageView%20&amp;noscript=1%20 %3chttps://www.facebook.com/tr?id=131233314138923&amp;ev=PageView%20&amp;noscript=1% 3e%20> ">

Последние статьи

Выберите тему:
Семен Попадюк
Автор:
14 сентября 2018

Бублики в космосе. Казалось бы, при чем здесь 3D-печать?

3D печать для проекта космических аппаратов Planetary Resources

Маленький аппарат, большая миссия | Без лишних деталей | Модернизация проверенной технологии | Быстрое изготовление сложных деталей с меньшими затратами | Будущее авиакосмического производства

Компания, поставившая перед собой такую дерзкую цель, как коренное преобразование космических исследований, готова отказаться от традиционного подхода к конструированию и производству. Planetary Resources не только лидирует в области космических технологий, но и применяет передовые процессы для изготовления аппаратов. Использовав технологии 3D Systems для оптимизации сложных деталей и узлов, компания в результате получила более легкую конструкцию, ускорила процесс проектирования и сократила затраты благодаря преобразованию узлов в одну литую деталь.

Маленький аппарат, большая миссия

Миссия, провозглашенная Planetary Resources, звучит амбициозно: «Создать новую парадигму использования ресурсов, чтобы включить Солнечную систему в сферу экономического влияния человечества».

Для низкозатратных исследований космического пространства будут использоваться аппараты серии Arkyd — они определят наличие воды и драгоценных металлов на ближайших к Земле астероидах. Первый демонстрационный аппарат, A3R, был запущен и успешно выведен на орбиту в 2015 году. Запуск второго аппарата, A6, состоялся в январе 2018 года. Два демонстрационных аппарата размером не больше коробки хлопьев используются для проверки основных систем: бортовой электроники, систем управления, программного обеспечения и датчиков — на способность определять и классифицировать полезные ископаемые на астероиде. Ведется подготовка к созданию первых полномасштабных аппаратов серий Arkyd 100, 200 и 300. Они будут примерно в два раза больше демонстрационных аппаратов, а их масса составит от 11 до 15 кг. Они будут достаточно компактными, чтобы их можно было доставить на космическую станцию с более крупным полезным грузом и уже оттуда вывести на орбиту при наличии благоприятных условий.

Без лишних деталей

Компания Planetary Resources рассчитывает на массовое производство аппаратов Arkyd в будущем, и поэтому в их конструкции не должно быть слишком тяжелых или объемных деталей. И здесь на сцену выходит 3D Systems.

«Технологии 3D Systems помогают нам объединить отдельные компоненты в одну большую сложную деталь, — рассказывает Крис Левицки, президент и исполнительный директор Planetary Resources. — Мы стремимся создать космический аппарат, в котором не будет ничего лишнего, как в мобильном телефоне».

3D-печать дает нам возможность экспериментировать с проектным замыслом и быстрее изготавливать более функциональные детали
 
Крис Левицки, президент и исполнительный директор Planetary Resources

Основное внимание уделяется топливному баку, который обычно занимает значительную долю объема космического аппарата и зачастую выглядит, как придаток к корпусу. Чтобы избежать этого, при проектировании Arkyd 200 и 300 специалисты Planetary Resources используют патентованные литейные модели QuickCast от 3D Systems, которые позволят органично вписать двигательную установку в корпус аппарата. Другие детали  такие, как топливный коллектор, нагнетательная камера и кабели  также встраиваются непосредственно в структурные элементы корпуса.

Модернизация проверенной технологии

Модель топливного бака, напечатанная на SLA-принтере
Модель топливного бака Arkyd 300, созданная по технологии QuickCast на стереолитографическом принтере 3D Systems. Процесс QuickCast позволил Planetary Resources объединять несколько деталей в одну, повышая эффективность проектирования и снижая затраты

Метод QuickCast выводит традиционные способы литья, возникшие тысячи лет назад, на новый уровень и идеально подходит для сложного конструирования. 

Для создания литейной модели методом 3D-печати в 3D Systems используется стереолитографическая установка (SLA-принтер). По завершении печати из модели сливается жидкость. Затем она заключается в керамическую литейную форму. Из затвердевшей формы модель выжигается при высоких температурах. В полученную форму заливается металл. После охлаждения форму ломают, чтобы извлечь готовую деталь.

Основные преимущества процесса QuickCast:

  • возможность создавать более функциональные детали сложной формы.
  • значительная экономия времени благодаря тому, что литейную модель можно создать на основе CAD-модели за один день.
  • ускоренное проектирование благодаря отсутствию инструментальной обработки, отнимающей много времени.
  • меньшее количество деталей благодаря объединению компонентов.
  • возможность использовать любые сплавы, в том числе основных металлов, применяемых в космической и авиатехнике.
Детали, созданные с помощью 3D-принтера
Детали для космического аппарата Arkyd. Слева — деталь из титана, созданная методом QuickCast на SLA-принтере 3D Systems. Справа — пластиковая деталь, напечатанная непосредственно на установке ProJet 7000

«QuickCast открывает возможности, ранее недоступные при традиционном производстве. Мы также впечатлены перспективами, которые предлагает 3D-печать металлом, — говорит Крис Воорес, главный инженер Planetary Resources. — Благодаря таким 3D-принтерам 3D Systems, как ProXDMP 320, мы создаем компоненты из титана с еще большей точностью и степенью детализации. С нетерпением ждем, когда сможем применить их в наших будущих космических аппаратах».

Быстрое изготовление сложных деталей с меньшими затратами

Применение 3D-печати для литейных работ позволяет конструкторам реализовать более сложные проекты, создавая компоненты, которые органично вписываются в конструкцию без креплений, зажимов, болтов и прочих вспомогательных деталей, необходимых при традиционном изготовлении компонентов и узлов.

«Топливные баки, как правило, занимают большую часть объема космического аппарата, — поясняет Левицки. — 3D-печать дает нам возможность использовать более эффективные, органичные конструкции бака из таких материалов, как титан. В результате мы получим более легкий, дешевый и безопасный космический аппарат, массовое производство которого будет проще наладить». 

Топливный бак космического аппарата
Топливный бак из титана создан на основе литейных моделей, напечатанных на SLA-принтере

Модель в натуральную величину, совместно созданная 3D Systems и Planetary Resources, демонстрирует, как 3D-печать облегчает проектирование аппаратов Arkyd 200 и 300. Элегантная модель выглядит обманчиво просто. Титановый топливный бак в форме бублика, созданный на основе литейных моделей, напечатанных на SLA-принтере 3D Systems, служит внешней рамой для всего космического аппарата. Крепления, кабели и другие элементы встроены в конструкцию, что сокращает количество деталей и делает ее более прочной и стабильной. В отверстии в центре «бублика» расположены лазерные датчики температуры и компоненты системы связи.

Будущее авиакосмического производства

Принтеры 3D Systems играют ключевую роль в полном цикле разработки продукта Arkyd — от конструирования прототипов до изготовления деталей реального космического аппарата.

Компания Planetary Resources использует SLA-установку для создания моделей QuickCast и таких деталей, как топливный бак, 3D-принтер ProJet 7000 — для печати пластиковых прототипов и ProX DMP — для 3D-печати металлических частей.

«3D-печать дает нам возможность экспериментировать с проектным замыслом и быстрее изготавливать более функциональные детали, не утруждая себя процессами, связанными с традиционным производством, — говорит Левицки. — Мы переходим от субтрактивного к аддитивному производству. 3D-печать стала повсеместно применяемым процессом, и мы считаем, что за ней — будущее авиакосмического производства».


Материал предоставлен компанией 3D Systems


New call-to-action

Читайте также:

Просто космос! Огромная деталь из титана за 6,5 дней

 

13 июля 2018

Решения 3D Systems для литья по выплавляемым и выжигаемым моделям

 

20 апреля 2018

Как работает «умный» завод General Electric

 

02 апреля 2018

SLA-принтеры ProJet 6000/7000 – доступное решение для профессионалов

 

16 марта 2018

Снизить затраты на литейные модели авиадеталей на 95%? Это возможно!

 

19 января 2018

Как 3D-технологии могут изменить бизнес-модель и повысить эффективность предприятий аэроко...

 

05 июня 2017

JUNWEX МОСКВА 2018

Поиск по блогу

New Call-to-action
Получите консультацию 3D-экспертов

Популярные темы

New Call-to-action

Комментарии: