191010 PROSTIR 0Лідерами впровадження адитивних технологій в Україні є авіаційна та космічна галузі. На черзі – впровадження сучасних рішень у сфері розробки та виробництва продукції оборонного призначення.

 

Авіація – на передовій

 

З часів запуску першого планера братів Райт у 1900-х роках, технології літакобудування значно змінилися. Міжконтинентальні перельоти та дослідження космосу стали реальністю, завдяки постійному вдосконаленню конструкції літаків, застосуванню при їх розробці нових матеріалів і новітніх розробок.

 

Будучи першою з прихильників 3D-друку, авіаційна промисловість стала рушійною силою в еволюції цієї технології, як для виробництва кінцевих деталей, так і для технологічної оснастки. Адитивне виробництво, більш відоме як 3D-друк, грає дуже важливу роль в цій революції, завдяки зниженню ваги готових конструкцій, високій міцності матеріалів і можливості оптимізації дизайну без будь-яких виробничих обмежень.

 

Фактично, мінімізація ваги дозволяє компаніям-виробникам скоротити витрати, так як вага впливає на корисне навантаження, витрати палива, викиди, швидкість і навіть безпеку. На відміну від традиційних виробничих процесів, таких як CNC, де матеріал знімається для отримання потрібної деталі, технологія 3D-друку Stratasys FDM створює деталь методом пошарового накладання розплавленої нитки пластика, дозволяючи створювати дуже складні поверхні і виготовляти складні конструкції з меншою загальною кількістю компонентів – все це є приводом для зниження ваги літального апарату.

 

Одними з перших цією технологією зацікавились військові. Проблема полягала в тому, що для ремонту літаків на віддалених авіабазах або на авіаносцях необхідні були спеціальні запчастини. Логістика постачання таких запчастин була ускладнена. В 2000-х роках американськими військовими та інженерами було прийнято рішення виробляти необхідні деталі безпосередньо на місцях за допомогою 3D-принтерів. Ідея процесу полягала в тому, що необхідну деталь, або технологічну оснастку у вигляді 3D-моделі конструктори літака відправляли миттєво за допомогою електронного зв’язку на авіабазу. А встановленні на місцях адитивні системи Stratasys, матеріалізували це в деталі. Так на одному з літаків вертикального зльоту та посадки AV-8B, під час жорсткої посадки на палубу авіаносця, було пошкоджено шпангоут фюзеляжу. Необхідні для ремонту літака запчастини були відсутні. Тому конструкторами літака терміново були спроектовані необхідні елементи для ремонту, які були роздруковані безпосередньо на авіаносці. Літак було відновлено в найкоротший термін.

 

Найбільш часто адитивні технології в авіаційній галузі застосовуються для створення та виробництва елементів інтер'єру салону та кабіни пілота. Так, наприклад, чеська компанія використовує на своєму легкомоторному літаку Evektor VUT100 Cobra панель приладів, штурвали, деталі інтер'єру та екстер'єру виготовлені за допомогою 3D-друку. Всі елементи надруковані на адитивній системі Stratasys Fortus 900 зі спеціального авіаційного термопластику Ultem 9085. Цей літак був спроектований ще у 2000 році, але й зараз має доволі сучасну компоновку кабіни пілоту, тому що компанія постійно модернізує дизайн кабіни, і адаптує її під потреби замовника. Це б було майже не можливо і доволі коштовно, без сучасних адитивних технологій.

 

 191007 cobra

Кабіна пілоту чеського легкомоторного літака Evektor VUT100 Cobra, що виготовлена з широким застосуванням адитивних технологій

 

В 2013 році на авіашоу Le Bourget компанія Airbus представила лайнер A350 XWB. На літаку було встановлено більше тисячі деталей надрукованих на 3D-принтері. Таким чином навіть сьогодні A350 XWB має більше деталей вироблених за цією технологією, ніж в будь-який інший літак. Даний технічний експеримент послугував початком використання 3D-друку для цивільних авіалайнерів. До цього ця технологія використовувалася лише для військових літаків.

 

191007 engineering

Шумогасні панелі авіадвигуна літака A350 XWB виготовлені за адитивною технологією

 

Повітропроводи, стінові панелі, каркаси для сидінь і навіть компоненти двигуна - всі ці деталі отримали зниження ваги, що було забезпечено за допомогою 3D-друку. Сертифікація матеріалу Ultem 9085 компанією Stratasys для використання в авіації дозволила виробникам не витрачати час на додаткові коштовні випробування матеріалу, і дала можливість безпосередньо з принтера отримувати готові вироби. Матеріали Ultem1010, Ultem9085 - одні з найбільш використовуваних матеріалів в авіації, з застосуванням технології FDM.

 

191007 aerospace

Значна частина елементів салону літака A350 XWB виготовлені з матеріалу Ultem 9085

 

Як в Україні?

 

Українська авіаційна промисловість почала застосовувати адитивні технології значно пізніше, ніж провідні закордонні авіабудівники. Лише у 2015 році на Міжнародному авіасалоні Le Bourget в небо піднялась перша українська повітряна машина, в конструкції якої використовуються деталі виготовлені із застосуванням 3D-друку. Це був військово-транспортний літак АН 178. Проектування і будівництво літака виконувалось в рекордно короткі терміни завдяки застосуванню цифрових технологій. Час вимагав нестандартних новаторських рішень. Необхідно було оперативно виготовити геометрично складні деталі кабіни пілота, які б ідеально інтегрувались в корпус планера. Тоді на допомогу прийшли адитивні технології. Всі конструктивні елементи були отримані методом 3D-друку з сучасного матеріалу Ultem 9085 на адитивній системі Fortus 900, виробництва американської компанії Stratasys. Результат був досягнутий завдяки тісній кооперації інженерів КБ Антонов з фахівцями української компанії Prostir 3D

 

190925 AJArr

Частину геометрично складних деталей кабіни екіпажу літака Ан 178 виготовлено за допомогою 3D-друку з сучасного матеріалу Ultem 9085 на адитивній системі Fortus 900, виробництва компанії Stratasys

 

190925 povitroprovid1

Повітропровід для кабіни екіпажу Ан 178

 

В новому проекті військово-транспортного літака Ан 132 інженери з самого початку заклали в конструкцію більше 10 найменувань деталей виготовлених за адитивною технологію. Завдяки високій швидкості виробництва, було виконано кілька модифікацій деталей для отримання оптимального результату. Кінцеві деталі були виготовлені з матеріалу Ultem 9085 на адитивній системі Fortus 450.

 

190925 obigriv kabiny

Елемент системи обігріву скла кабіни екіпажу Ан 132, що виготовлені з матеріалу Ultem 9085 на адитивній системі Fortus 450

 

Не лише авіація

 

В Україні наразі адитивні технології впроваджуються не лише в авіабудуванні. Ще одна з конкурентоздатних галузей української економіки – ракетно-космічна галузь активно озброюється сучасними технологічними рішеннями, оснащенням та матеріалами.

 

Так, одне з найвідоміших і визнаних у світі науково-конструкторських підприємств з розроблення ракетно-космічної техніки, яким є Державне підприємство «Конструкторське бюро «Південне» ім. М.К. Янгеля», використовує адитивні технології вже на етапі розробки сучасних ракетоносіїв та космічних апаратів.

 

190925 korsa

Облік перспективного орбітального літака Korsa від ДП КБ «Південне»

 

Зокрема, при створенні нового твердопаливного ракетного двигуна більша частина деталей і елементів була виготовлена з композитних матеріалів та сучасних термопластиків, які прийшли на заміну алюмінію та титану. Такі матеріали, як Ultem 9085, Ultem 1010, мають якісні переваги перед металами, що використовуються при розробці та виготовленні ракетно-космічної та авіаційної техніки. І це вже підтверджено на практиці багаторазовими випробуваннями. Однією з суттєвих переваг є те, що деталі з цих матеріалів тепер можливо отримати методом 3D-друку. Для цього на ДП КБ «Південне» в 2019 році була створена виробнича ділянка для впровадження новітніх розробок. Головною технологічною одиницею цієї ділянки є промислова адитивна 3D-система Stratasys F900.

 

Адитивна 3D система Stratasys F900 на КБ Південне

 

Також, разом з підрядниками та за участі команди фахівців компанії PROSTIR 3D, ДП КБ «Південне» веде розробки систем і приладів для космічних апаратів з застосуванням адитивних технологій. Для таких задач планується використовувати найсучасний високотохнологічний матеріал Antero 800, який був розроблений в 2016 році компанією Stratasys.

 

На сьогодні не лише КБ «Південне», а й більшість аерокосмічних компаній світу, серед яких Space X, United Launch Alliance, Lockheed Space успішно використовують адитивні технології. Це дозволяє значно скоротити терміни розробки сучасної техніки, та досягти нових можливостей. Свідоцтво тому успішні запуски нових ракет ATLAS V і Falcon 9, та космічних кораблів Dragon і Orion.

 

          

Lockheed Space успішно використовує адитивні технології

 

Про перспективи

 

Промислові гіганти, такі, як Boeing, General Electric, Lockheed Martin, вже дуже активно цікавляться і застосовують у себе на виробництві дані технології

 

На даний час провідними аерокосмічними компаніями ведуться перспективні роботи по виготовленню конструкційних деталей фюзеляжу, салону літака, кабіни екіпажу, зовнішніх елементів авіаційного двигуна з застосування адитивних технологій. На зміну традиційному металу приходять сучасні високотехнологічні матеріали, сімейства Ultem та Antero. Виробники обладнання своєю чергою пропонують нові рішення та розширюють функціональні можливості адитивних систем. Можна констатувати, що 3D-технології дають можливість авіабудівникам знизити витрати на виробництво, поліпшити характеристики літаків, спростити процес їх адаптації під потреби замовників.

 

Слід зазначити, що всі переваги від застосування адитивних технологій працюватимуть і при їх впровадженні у процеси розробки та виробництва сучасних систем озброєнь та військової техніки. Деякі передові українські розробники ОВТ, розуміючи всі переваги, що дає використання сучасних адитивних систем та матеріалів, вже працюють над тим, щоб отримати максимальний ефект від їх застосування. На черзі – масове впровадження адитивних технологій. Це один зі шляхів, який може забезпечити виконання амбітного завдання, що наразі ставиться перед українською оборонною промисловість, а саме «збільшити найближчим часом обсяги експорту ОВТ до 2 млрд. доларів на рік».

 

Наразі все говорить про те, що для того, щоб зберігати конкурентоздатність та розширити присутність на ринку, треба продовжувати активно впроваджувати сучасні технології і розширювати застосування сучасного обладнання та матеріалів для адитивного виробництва. І ці технології та успішний досвід їх використання вже в Україні. Треба лише не збавляти темп...

 

PS: Зі зразками деталей, що виготовлені за сучасними адитивними технологіями, а також з каталогами обладнання, що їх викоритсовує, можна буде ознайомитись на стенді компанії PROSTIR 3D на XVI Міжнародній спеціалізованій виставці «Зброя та безпека ‑ 2019», яка з 8 по 11 жовтня 2019 року проходить в Міжнародному виставковому центрі в м. Києві.

 

 

Тарас ХОРТИЦЯ,

Defense Express

 

Публікації та новини по темі:

 

КОМПАНІЯ PROSTIR 3D ПРЕЗЕНТУЄ НОВІТНІ ГІБРИДНІ ТЕХНОЛОГІЇ НА ВИСТАВЦІ «ЗБРОЯ ТА БЕЗПЕКА 2019»

 

В УКРАЇНІ АКТИВНО ВПРОВАДЖУЮТЬСЯ АДИТИВНІ ТЕХНОЛОГІЇ

 

УКРАЇНСЬКІ ПІДПРИЄМСТВА ОЗБРОЮЮТЬСЯ ПЕРЕДОВИМИ ЗАХІДНИМИ ТЕХНОЛОГІЯМИ

 

В ДК «УКРОБОРОНПРОМ» ОБГОВОРИЛИ ПЕРСПЕКТИВИ ВПРОВАДЖЕННЯ АДИТИВНИХ ТЕХНОЛОГІЙ В АВІАБУДУВАННІ

 

 191007 aviasvit xxi 1

! При використанні вмісту сайту обов’язковим є активне гіперпосилання на defence-ua.com, що не закрите від індексації пошуковими системами

Переклад

ukarzh-TWenfrdeitptrues