3D tehnologije

Out of This World Tech: vznemirljiva vloga 3D tiskanja v vesoljski industriji

Out of This World Tech: vznemirljiva vloga 3D tiskanja v vesoljski industriji


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Če ste se v zadnjih nekaj tednih česa naučili, 3D tiskanje moti skoraj vsako industrijo po vsem svetu. 3D tiskanje je spremenilo način oblikovanja in izdelave oblačil. Spreminja način izdelave in dostave avtomobilov in celo prodrl v nekatere naše kuhinje. Verjetno imate doma na mizi tudi tiskalnik FDM.

Kljub temu se zabava in inovativnost pri tem ne ustavita. V splošni poglobljeni analizi trendov na trgu 3D-tiskanja leta 2020 3D Hubs razbija naraščajoči vpliv aditivne industrije. Letna proizvodnja aditivov raste približno 24% vsako leto, pri čemer naj bi trg 3D tiskanja približno dosegel 21 milijard dolarjev dolarjev po vsem svetu. Kot je omenjeno v poročilu, povpraševanje po aditivni proizvodnji narašča z vratolomnimi hitrostmi, ki jih poganjajo ekspanzivni novi val podjetništva in učinkovitejši materiali, tehnike in tehnologije za 3D tiskanje.

Kot lahko ugotovite, smo navdušeni, ko toliko različnih podjetij v industriji sprejema aditivno proizvodnjo. Vendar pa bo ena industrija verjetno imela koristi od 3D izdelave, saj bo ljudem pomagala potovati iz države v državo, na Luno in naprej. Verjetno ste že uganili, letalska industrija.

3D tiskanje zgoraj in naprej

Letalski in vesoljski industriji je 3D tiskanje koristilo že leta 1989, ko je nova tehnologija v naslednjih nekaj desetletjih pridobivala paro. 3D tiskanje v letalski in vesoljski industriji morda ni tako bleščeče ali o njem govorijo kot o obutvi ​​ali avtomobilih, vendar bi spremembe, ki jih prinaša nastajajoča tehnologija, sčasoma lahko pomagale našim vrstam kolonizirati nove planete. Ampak, mi gremo naprej.

Tako kot mnoge druge panoge je tudi 3D-tiskanje privlačno, saj podjetjem omogoča hitro izdelavo prototipov idej ali ustvarjanje popolnoma delujočih delov z majhnimi stroški in v veliko manj časa kot običajne proizvodne metode. Hiper-prilagoditev bo inženirjem omogočila tiskanje delov na zahtevo, da ustrezajo morebitnim izzivom oblikovanja ali popravila. Skratka, priložnost za izdelavo dražjih delov, lažjih, zanesljivejših in hitrejših kot kdaj koli prej, je preveč dobra priložnost za opustitev v vesoljski industriji.

Prispevanje k 16% od celotnih prihodkov 3D tiskanja v letu 2015 se aditivna proizvodnja uporablja za pomoč pri proizvodnji komercialnih letal, ustvarjanju novih vesoljskih plovil in celo proizvodnji satelitov. Danes bomo raziskali nekaj najbolj vznemirljivih načinov, kako je aditivna proizvodnja vplivala na letalsko in vesoljsko industrijo.

Lahko bi imeli 3D natisnjene rakete, ki bi ljudi odpeljale na Mars.

Če ste lastnik 3D-tiskalnika FDM, ste verjetno porabili nešteto ur 3D-tiskanja različnih predmetov, morda celo nekaj raket na dvorišču? Vaš standardni tiskalnik FDM uporablja termoplastični material, ki se stopi ob stiku s šobo tiskalnika in se takoj zadene ob udarcu na določeno tiskarsko površino. Vendar morda ne veste, da lahko tiskate različne materiale, vključno s kovino. Aditivna proizvodnja kovin je tehnologija, ki je z leti izjemno dozorela. Proizvodnja dragih kovinskih komponent in sklopov je zelo privlačna za vesoljske programe pri NASA in zasebne organizacije, kot sta SpaceX ali Virgin Orbit.

Pravzaprav sta NASA in Virgin Orbit že začeli s preizkušanjem 3D iztisnjene raketne zgorevalne komore. Za nepoznavalce Virgin Orbit uporablja svoje vire za izstrelitev raket, ki običajno v vesolje nosijo majhne satelite. Nedavno je Virgin Orbit izkoristil NASA-jeve strokovnjake, da bi ustvarili zgorevalno komoro s 3D tiskom, "ki združuje več materialov in izkorišča najsodobnejše proizvodne procese." Še več, če ne veste, se zgorevalna komora šteje za srce raketnega motorja. Gorivo in vir kisika, imenovan oksidant, se zmešata in eksplodirata v komori.

S pomočjo aditivne bakrene zlitine, znane kot GRCop-84, ki sta jo leta 2014 ustvarila Marshall in Glenn, ter hibridnega dodatka / subtraktivnega stroja Virgin Orbit za nanašanje druge bimetalne superlegirane jakne je sodelujoča ekipa lahko uspešno preizkusila zgorevanje. komora. Za to so uporabili visokotlačna tekoča goriva kisika / kerozina. Bilo je impresivno. Zgorevalna komora je oddala več kot 2.000 funtov potiska v skoraj dva ducata, 60 sekund testni streli.

Paul Gradl, NASA-in višji inženir, je izrazil navdušenje nad projektom in dejal: "Tradicionalno traja veliko mesecev za izdelavo, testiranje in dobavo običajne zgorevalne komore. Ta čas lahko znatno zmanjšamo."

"Aditivna proizvodnja je namenjena povečanju in izboljšanju tradicionalnih procesov. Ponuja nove možnosti oblikovanja in zmogljivosti ter prinaša zelo trpežen kos strojne opreme - in s tem partnerstvom to zmogljivost še izboljšujemo."

V ne tako daleči prihodnosti bi nas motorji, izdelani s postopkom izdelave aditivov, lahko odpeljali na Mars in naprej.

Komercialna letala začenjajo uporabljati 3D natisnjene dele.

Ne skrbi. Nihče ne tiska nizkokakovostnih delov FDM in jih na letalo prihrani. Kljub temu so se industrijski vrhunski 3D izdelani deli že z dobrim razlogom prebili na nekaj komercialnih letal. Po EOS-u lahko 3D tiskanje uporabimo za zmanjšanje teže nekaterih letal 40-60%, in to je šele začetek. Dejansko lahko ena komponenta, zasnovana in izdelana s 3D tiskanjem, zmanjša zračni upor za 2.1%, kar posledično zmanjša stroške goriva za 5.41%. Airbus je to opazil, saj je letalo A350 XWB opremil z nad 1,000+ 3D tiskani deli.

Še več, tako kot na drugih področjih letalske in vesoljske industrije, tudi proizvodnja aditivov omogoča podjetjem, kot sta Boeing in Airbus, da pospešijo proizvodnjo. Eden največjih izzivov v tej panogi je izpolnjevanje vseh potrebnih naročil komercialnih letal, kar imata obe podjetji 5,000-8,000 letala zaostajajo letno. Ker se bo povpraševanje v prihodnjih letih samo povečalo, se bo aditivna proizvodnja morda izkazala za božjo dar. Ocenjeno je bilo, da je Boeing doslej uporabljal 60.000 delov za svoja letala.

3D potiskani droni in sateliti

Sateliti so lahko dragi. Kot ste verjetno že uganili, je za to treba popraviti aditivno proizvodnjo. Inženirji oddelka za obrambo in vesolje pri Airbusu so s 3D tiskanjem ustvarili okvir iz titana, ki je sposoben prenesti temperaturna območja -170 do 100 stopinj Celzija. Zahvaljujoč moči aditivne proizvodnje je ekipa uspela zmanjšati proizvodne stroške za kar toliko 20%, ustvari lažji in geometrijsko optimiziran izdelek v primerjavi s prejšnjimi ponovitvami satelita.

Naši prijatelji iz zagonskega podjetja Stratodyne LLC prav tako valijo v vesoljski industriji. Skupina Midwest uporablja metode hitrega prototipiranja z žarilno nitko, da ustvari prilagojene stratosferske satelite, ki jih je mogoče namestiti v nekaj urah v neposredni bližini ciljne lokacije. Sateliti lahko nudijo vse, od spremljanja sredstev do znanstvenih meritev. Te poceni, trajnostne alternative satelitom se lahko celo uporabljajo za telekomunikacije, daljinsko zaznavanje ali zbiranje geoprostorskih podatkov.

Kot je opisala ekipa Statodyne LLC: "Za razliko od običajnih satelitov, ki zahtevajo mesece testiranj, milijone dolarjev in tedne, da dosežejo orbito nad želeno lokacijo, lahko naše StratoSats postavimo v manj kot enem dnevu za le majhen znesek stroškov . "

"Običajni sateliti postanejo nevarne vesoljske smeti, ko se njihova življenjska doba izrabi ali povzroči sprostitev na stotine ton toplogrednih plinov med izstrelitvijo, vendar je mogoče naš StratoSats vrniti na tla in znova zagnati za nove misije, tako da praktično ne ostane nobenega ekološkega odtisa na našem planetu ali naprej. "

Nazadnje, Stratodyne LLC trenutno razvija drone v bližini vesolja, ki lahko letijo s podaljšanim trajanjem, kot poceni alternativo satelitom.

3D tiskanje bo popotovanja v globok vesolje veliko bolj obvladljivo.

Načrtovanje, kaj prinesti na naslednje tedenske počitnice, je stresno. Predstavljajte si, kako poskušate načrtovati logistiko za potovanje po neoznačenem ozemlju, na katerem bi trajalo samo potovanje 6-8 mesecev. To je trenutna resničnost tistih organizacij, ki nas skušajo pripeljati na Mars. Postavimo nekatere stvari v perspektivo. Po navedbah NASA naj bi olajšali življenje astronavtov, ki živijo na Mednarodni vesoljski postaji, o čemer gre le 400 kilometrov nad Zemljo je treba vsako leto zagotoviti ISS 3175 kilogramov nadomestnih delov, 13.154 kilogramov rezervnih delov strojne opreme za vesoljske lete in drugo 17,690 kilogramov rezervnih delov, pripravljenih za vsako minuto.

Zaradi bližine Mednarodne vesoljske postaje našemu planetu je to vse mogoče. Vendar to na potovanjih na Luno in Mars ni praktično ali celo tako realno. Če bi lahko spakirali veliko vesoljsko plovilo z dovolj zaloge, bi bilo to izjemno drago in še zdaleč ne učinkovito. Kljub temu lahko 3D tiskanje priskoči na pomoč.

NASA-jeva vesoljska proizvodnja (ISM) v NASA Marshall Space Flight Center trenutno preiskuje načine, kako bi tehnologija 3D-tiskanja lahko zelo dobesedno olajšala obremenitev misije v vesolju. Partnerji ISM, kot je Made in Space, so razvili 3D tehnike izdelave taljenih filamentov. Ta postopek vključuje dovajanje neprekinjene niti iz plastike skozi ogrevan ekstruder in na pladenj po plasteh, da se ustvari tridimenzionalni predmet. Trenutno obstajajo raziskave, ki raziskujejo najučinkovitejše metode 3D tiskanja v vesolju, kar astronavtom omogoča tiskanje preprostih vsakdanjih orodij.

V enem primeru so raziskovalci z Zemlje astronavtom na ISS lahko poslali 3D zasnovo ključa. Druga področja ISM trenutno raziskujejo možnosti tiskanja trajnejših materialov v vesolje. Končni končni cilj? Predstavljajte si, da lahko v celoti natisnete funkcionalen 3D natisnjen del, ne da bi se zanašali na ljudi na Zemlji, da bi ustvarili del in vam ga poslali, medtem ko čakate na stotine tisoč kilometrov stran.

"Navsezadnje je ISM ključnega pomena za prihodnje raziskovalne misije in preizkušanje teh proizvodnih sistemov na vesoljski postaji utira pot, da lahko te misije postanejo bolj neodvisne od Zemlje. S številnimi komercialnimi partnerji projekta predstavlja tudi pomemben vidik Nasinega nizkega -Pobude za komercializacijo zemeljske orbite. Da ne omenjam, sprosti ves prostor, ki je bil prej shranjen za rezervne dele, "pravi NASA

Nazadnje, kot smo že omenili v prejšnjem članku, raziskovalci trenutno preučujejo načine za tri tiskanje hrane v vesolju. Vesoljska hrana je vedno najbolj okusna stvar za jesti. Ob trenutnih stopnjah inovacij v industriji 3D-tiskanja bodo astronavti kmalu lahko natisnili ne samo najrazličnejša živila, temveč tudi jedi, prilagojene trenutnim biološkim potrebam posameznika.

V prihodnost

Proizvodnja aditivov v letalski in vesoljski industriji je vznemirljiva. Spreminja vse vidike industrije od načina prototipiranja ključnih komponent do celotne proizvodnje popolnoma delujočih delov. Aditivna proizvodnja prav tako pomaga, da je proizvodnja veliko hitrejša in zanesljivejša, hkrati pa znižuje proizvodne stroške.

Ljudje v vesoljskih agencijah po vsem svetu so navdušeni nad vsemi možnimi načini uporabe tehnologije 3D-tiskanja za prihodnost vesoljskih potovanj. V ne tako daleči prihodnosti bi lahko 3D tiskanje igralo ključno vlogo pri vzpostavljanju dolgoročnih kolonij na Marsu. S kombinacijo umetne inteligence in robotike bi lahko aditivna proizvodnja igrala ključno vlogo pri ustvarjanju dolgoročnih civilizacij.


Poglej si posnetek: HP LAPTOP RESET AT FACTORY DEFAULTS. HP PAVILION. HOT KEYS (December 2022).