În octombrie 2019, Universitatea din Maine a intrat în Cartea recordurilor atunci când a reușit să printeze o barcă de 7,62 m lungime și 2268 kg greutate. „Minunăția” a fost printată în circa 70 de ore, ceea ce reduce foarte mult timpul de construcție al unei astfel de ambarcațiuni. Dar să aruncăm un ochi:
Băieții cu imprimanta nu sunt la prima ispravă de acest gen:
Botezul și lansarea la apă (a se urmări cine a inițiat “proiectul”):
Europenii sunt și ei în zonă. Institutul de Cercetare al Suediei (RISE – Research Institute of Sweden) și Cipax, proprietarul companiei de construcții de ambarcațiuni Pioner au produs în decembrie 2020 prima barcă printată 3D dintr-o singură bucată capabilă să țină marea – Pioner 14 Active Dark Line. Deși lucrurile au evoluat foarte mult, încă mai sunt necesare ajustări pentru a compensa densitatea excesivă a materialului cu consecințe asupra flotabilității ambarcațiunilor. Barca suedeză folosește un mix de plastic (de multe ori reciclat) și fibră de sticlă.
De altfel, suedezii au experiență în utilizarea unor materiale (până acum) neconvenționale la construcția de nave: corvetele de clasă Visby au coca și suprastructura construite integral din fibră de carbon.
Prin comparație cu navele construite din oțel sau aluminiu, structura sandwich din fibră de carbon aduce o serie de avantaje precum: greutatea redusă a navei și sarcina utilă mare, amprenta magnetică redusă, o bună mascare pasivă în spectrul radio, protecție balistică similară și o bună rezistență la exploziile submarine, rezistența crescută a fibrei din carbon la oboseală și coroziune. Pe de altă parte, prețul a fost și el pe măsură, se pare că marina suedeză a plătit în jur de 184 milioane USD per unitate, la nivelul anilor 2000.
Ar fi și câteva dezavantaje. În primul rând, nu avem încă un istoric la fel de bun în ceea ce privește rezistența la oboseală a fibrei de carbon, cel puțin prin comparație cu oțelul sau aluminiul. Testele efectuate pe avionul Boeing 787 Dreamliner construit într-o mare măsură din subansamble din fibră de carbon au evidențiat o bună rezistență la oboseală dar și probleme cu privire la calitatea subansamblelor.
În al doilea rând, rezistența la incendiu, fibra armată cu plastic arde violent. Iată mai jos un extras dintr-un studiu publicat pe marele internet:
Carbon fiber epoxy composites are strong, light-weight materials that are finding increasing application in the design of aircraft. As more aircraft are constructed with these materials, they become a more relevant material to aviation fires. These materials generally displace aluminum as a structural and skin material. The behavior of aluminum and carbon fiber epoxy in a fire is significantly different. Aluminum normally melts and pools on the ground, and does not burn. The epoxy in carbon fiber epoxy materials will pyrolyze, contributing to the flaming. Residual material, or char, and the carbon fibers will react through a surface oxidation reaction, further contributing to the heat generated by the fire.
Dar să revenim la printarea 3D a ambarcațiunilor. Nu cred că mai este nevoie să evidențiez potențialul acestei tehnologii, atât pentru piața civilă cât și pentru cea militară. Tehnologia este încă la început, dar potențialul este uriaș având în vedere rapiditatea cu care poți construi o ambarcațiune, fie ea cu, sau fără echipaj la bord.
Nu cred că această tehnologie va putea produce prea curând nave mari. Și, probabil că nu va putea produce nave foarte mari niciodată. Așa cum arată lucrurile acum, în opinia mea, tehnologia ar putea fi folosită la construcția de ambarcațiuni mici (până în 50 m lungime) iar în zona asta pot intra foarte multe tipuri de ambarcațiuni civile sau militare.
Navigația este una dintre cele mai vechi îndeletniciri umane iar construcția de ambarcațiuni are o istorie milenară. În lumina ultimelor descoperiri științifice, vă invit să citiți un articol mai vechi de pe rnhs.info pentru a putea face o comparație între tehnologiile clasice de construcții navale și cele noi, prezentate astăzi.
ACTTM? Ai legătura! 🙂
P.S. Iar lucrurile nu se opresc aici…
Institutili noastri oare ce mai face?
Americanii spun c-au facut deja o versiune noua a Switchblade adaptata cerintelor armatei ucrainene. Asta „agile development”, nu gluma.
https://www.thedrive.com/the-war-zone/mysterious-ghost-phoenix-suicide-drones-headed-to-ukraine
Pe twitter au aparut deja primele specs care par cam suprarealiste…anume ca derivata din 600, cu capacitate antiblindate, capacitate de cautare pe timp de noapte si are autonomia extinsa la 6 ore.
Also…ucrainenii au o unitate de „dronari” formata/adunata din ex-aeromodelisti/pasionati care folosesc tehnologii comerciale sau bricolate de ei pt a furniza drone ieftine in cantitati mari armatei. In principal fac drone de observatie + aratarile alea care fac hovering deasupra tancului si lanseaza warheads de AG-7 in cadere libera peste blindate.
Noi mai bagam o licitatie care sa tina 3-4 ani, ceva?
Cateva chestii:
1. Nu vad de ce sa luam tehnologia de printare 3D la modul „absolutist”/”purist” ca si cum orice lucru ar trebui facut exclusiv 3d. In mod normal e o tehnologie care se completeaza cu altele: laminare compozite, prelucrare CNC (de fapt printarea 3D prin metoda ilustrata aici e tot un fel de CNC doar ca e proces aditiv si nu substractiv), turnare/injectare.
2. „Printarea 3D” e o denumire generica pt o serie de tehnologii destul de putin inrudite, in general lumea se gandeste la FDM ( imprimantele cu filament). Dintre cele mai cunoscute metode am mai avea stereolitografie in rasini fotosensibile (SLA) si sinterizarea selectiva cu laser (SLS) urmata sau nu de tratamente ulterioare. + alte tehnologii mai exotice.
Personal prefer denumirea de „prototipare rapida” in trecerea de la modelul digital la piesa reala se face intr-un pas, pe acelasi tip de masina si folosind o gama unificata de materiale, fara a avea nevoie de proiectare tehnologica complexa/CAM/tool paths, scule si dispozitive speciale, samd.
3. avantaje:
– posibilitatea de iterare ultrarapida prin comparatie cu tehnologiile clasice (in unele cazuri poti avea piesa in aceeasi zi in care ai gandit-o), daca nu-ti convine rezultatul sau primesti feedback de la client poti reproiecta si reface aproape fara costuri aditionale
– poti proiecta forme imposibil de realizat prin alte metode – avantaje de greutate/rezistenta – in special pt aeronautica
– reduci imbinarile (se reduc greutatea, complexitatea, timpii de asamblare, constrangeri legate de accesul celor care trebuie sa monteze, posibilitatile de aparitie defecte la asamblare/imbinari)
– metoda pretabila pt. designul generativ care poate ajuta la o optimizare extrema a raportului rezistenta/greutate
– metoda f avantajoasa pt prototipuri si serii mici
– scalabila linear deci previzibil (adica daca ai 1 masina produci 1x piese, daca ai 10 masini produci 10x piese)
– automatizare aproape completa
3. dezavantaje:
– gama limitata de materiale, in special pe zona celor f rezistente la temperaturi mari (metale, ceramica) desi sinterizarea laser selectiva acopera partial nisa asta
– calitatea suprafetelor
– nu poti aplica anumite tratamente specifice metalelor cum ar fi forjarea care sa duca materialul la maximul de rezistenta
– scalare limitata (nu e rentabil/posibil sa faci piese in serii de sute de mii de exemplare de exp)
Nu e Holy Grail-ul proceselor de fabricatie dar e o tehnologie f importanta si flexibila. N-am prea auzit de ea in programe de cercetare de la noi, nici de firme romanesti care sa produca masinarii cat de cat serioase pe domeniul asta.
Exact, Steliane, mi-ai luat-o inainte, asta vroiam sa spun si eu.
As adauga ca trebuie facuta diferenta intre 3D printing si folosirea fibrei de carbon cu resinei epoxy sau altele.
In primul rind fibra de carbon cu rasina pe baza de fenol are proprietati excelente la rezistenta la foc. De altfel asta era materialul clasic folosit in aviatie in tehnologia prepreg in autoclava. Aceasta e folosita de f multi ani cu succes. Dezavantajul e ca e prea scumpa.
Si Airbus 350 e facut din fibra de carbon. Are probleme cu acoperirea de suprafata care se exfolieaza. Exista pericol de fulger deoarece se pare ca e deteriorat si o parte din meshul metalic care formeaza cusca faradeica.
PS Mai multe postari mi-au fost blocate, de ce?
Nu exista nimic in „spam” sau la „gunoi”. Si nici nu sunteti pe „lista neagra”. Probabil a fost o problema de moment. Uneori site-ul dovedeste o vointa „proprie” in ceea ce priveste unele comentarii, uneori si eu imi scot propriile comentarii de la moderare.
Deci n-as sti ce sa va raspund exact la intrebare…
Prototiparea rapida mi se pare si mie unul din marile avantaje. De pilda o caroserie auto, clasic se realiza in lut. Acum o poti printa cu precizie destul de repede.
asta e uzanta deja „clasica” a 3D printing 🙂
Imprimantele astea 3D sunt viitorul.
Alții deja fac piese de schimb cu ele, noi așteptăm mură în gură.
O întrebuințare sigură ar fi la drone unde nu pui viața în pericol cuiva dacă materialul nu e chiar conform.
Americanii ziceau in urma cu ceva ani ca vor printa pe portavioanele lor piese de avion. Bineinteles, se refereau la acelea care se preteaza la aceasta tehnologie.
Stimate Stelian
Nu ma pricep la printare si nici la sinterizarea selectiva cu laser. Stiu insa ca piesele sinterizate, au un anumit grad de porozitate, oricat de mult s-ar micsora granulatia materialului. Sunt curios daca se poate sinteriza o piesa la fel de compacta ca una produsa prin turnare, matritare sau aschiere. Imi cer scuze ca am iesit din tema articolului.
Exista si imprimare cu aliaj titan sau inconel.Lucrez in domeniu si livram componente imprimate cu aliaj de titan pentru Boeing/Lockhead/Northrop/ESA/PAG/Airbus etc…
Dupa imprimare are loc o prelucrare mecanica dar castigul este ca se imprima ” near net shape” eliminand costul cauzat de a prelucra un bloc de titaniu etc.
In ce priveste imbarcarea de tehnologie imprimare 3D pe portavioane,pe langa acestea mai trebuiesc niste mill-turn in 5 axe pentru prelucrarea mecanica sau EDM.Dar e fezabil si te ajuta si pe partea de mentenanta la portavion,sisteme de arme nu numai la avioane.
@sfulgeru22:
– a detaliat in buna masura torna_fratre
1.
– da, asa e, produsele sinterizate au o porozitate inerenta procesului, n-am enumerat acolo dar printarea 3D in metal are si varianta SLM (selective laser melting) in care granulele pudrei metalice sunt topite fuzionand complet, de aici compactarea piesei
– chiar si asa, nu ating proprietatile unei piese forjate unde ai control mai bun asupra structurii cristaline a metalului si posibilitatea de aparitie a defectelor in material e aproape eliminata. N-as vedea o paleta de turbina printata 3D pe un avion de pasageri unde motorul trebuie sa functioneze 10 ani transportand cate 2-300 pasageri dar pe un motor de racheta de croaziera sau drona care trebuie sa functioneze max. 1-2 ore de ce nu?
2.
n-am date concrete dar probabil marina ia in calcul fabricarea in tehnologie „rapid prototyping” a unor piese care se defecteaza ocazional/rar pt a micsora stocurile de pastrat la bordul navelor si a simplifica logistica. Nu-mi imaginez un carlig de apuntare sau un lonjeron de aripa printat 3D dar un carenaj aerodinamic sau o structura secundara de ce nu? Ei nu spun ca inlocuiesc tot lantul logistic de piese cu masini 3D ci ca adauga si 3D-ul in proces. Poate o piesa printata 3D sa inlocuiasca temporar o piesa pe specificatii originale. E mai avantajos sa ai o piesa „rated” 100 de ore in loc de 500 decat sa nu o ai deloc si sa ai un avion indisponibilizat pana vine Greyhoundul cu piesa. Sau poate elemente care in mod normal sunt din plastic/cauciuc, mansoane, protectii, samd. Printarea FDM permite inclusiv materiale elastice tip cauciuc, samd.
3. si un mare of…din nou…asta e un mare loc de crestere pt companiile si institutele romanesti. Combinatia drone/loitering ammo – tehnologii de prototipare rapida – management de proiect modern e „turbo killer” in zilele noastre si ar aduce mult mai mult „value” (valoare suna „ca dracu” ca sa citez din clasici) pentru fiecare leu investit decat incercari de modernizare a unor masinarii din anii ’60-’70 cu idei culese din revistele anilor ’80-’90.
” asta e un mare loc de crestere pt companiile si institutele romanesti.”
Loc de crestere si companii romanesti …. in Romania ?
Ai vazut sa cumpere statul roman de la companiile romanesti ?
Drone?
Sisteme de securitate aeroport ?
Statul roman isi aduce aminte de ele doar la impozitare .
” decat incercari de modernizare a unor masinarii din anii ’60-’70 cu idei culese din revistele anilor ’80-’90.”
In baza acestei lozinci s-a inchis productia de microelectronica ( gasisera segmente de nisa ) , semiconductori de putere ( contract ind. auto USA ) , CNC ( la Cugir la inchidere aveau incarcare pe ani de export USA ) , si roboti la Automatica .
Si chimia de sinteza .
Adica cam din necesarul pentru realizarea echipamentelor de printare –
Ba pana si PompeAversa si IMGB s-au inchis tot cu incarcare de comenzi .
” E mai avantajos sa ai o piesa „rated” 100 de ore in loc de 500 ”
Cum ar fi ?
Concret ?
Si … lonjeron de aripa inlocuit pe portavion ???
” Ei nu spun ca inlocuiesc tot lantul logistic de piese cu ”
Vezi , nu le mai da idei pacalicilor de ” manageri ” de pe la noi , ca si asa tot taiau din necesarul de piese de schimb .
Cam cum printezi o bariera optica ? Ca nu o aduc din vreme si dupa ce se arde le trebuie si sa functioneze utilajul .
Piesele realizate prin tehnologia generic numita „aditve manufacturing” crearea de piese prin adaugare de material ..au o serie de avantaje. In principiu tehnologia asta s-a dezvoltat in ultimii and deoarece componentele „imprimantelor 3D” s-au ieftinit foarte mult. Practic tehnologia asta s-a democratizat sia devenit un curent destul de puternic in randul pasionatilor.
Principala problema a obiectelor obtinute prin printare 3D este structura materialului, aceste piese nu se pot compara ca rezistenta mecanica cu piese similare obtinute prin procedee clasice >> ma refer in special la piesele metalice.
Este drept ca tot in ultimii ani s-au dezvoltat materiale si perfectionat procedeul de printare, s-au realizat chiar si subansamble pentru industria aviatica care indeplineau cerintele.
Prin printare 3D se pot realiza piese cu forma optimizata din punct de vedere al masei folosite pentru a rezista sarcinilor exterioare, la un pret de cost acceptabil. Este in mod clar o tehnologie de viitor, cu cat studiul materialelor se dezvolta .
Toate jucăriile astea sunt pentru PR. In orice război , după prima lună se revine la clasicul care-pe-care
Cum e Satan II si restul tinichelelor nu?
@victor, poate le tii un seminar despre jucariile astea si soldatilor rusi care au avut de-a face cu artileria coordonata de drone.
Voiam sa-mi fac „ferma de printare 3D.
Am cumparat o impimanta pe tehnologie „rasina polimerizabila UV”. Calitatea nodelului impecabila. Detaliere din alt univers, mult dincolo de asteptari.
Materiale cu propietati limitate, calitati mecanice slabe la foarte proaste. Costuri de fabricatie mari, o pies de plastic pe care o cumperi cu 1 leu si 50 de bani costa doar rasina 30 de lei.
Viteza de printare… o piesa pe care o printezi in 8 ore o face cineva prin prelucrare mecanica in 20 de minute sau la serie se injecteaza una pe minut.
Tehnologia se preteaza doar la unicate/serii foarte mici.
In ceea ce priveste printarea in metal, o imprimanta ca lumea se „invarte” in jurul a 1 milion de euro (ceva sub suma asta dar nu cu mult) iar printarea unui obiect poate costa si 1000 de euro. Intr-adevar poate printa si din titan.
In ceea ce priveste barca de mai sus, printarea aia nu se face cu fibre ci cu tocatura. care mareste oarecum rezistenta mecanica a plasticului dar nu o aduce nici pe departe acolo unde este un compozit adevarat, care are fibre orientate pe directia eforturilor si ce comporta „anizotrop” adica parametrii fizici ai materialului sunt orientati pe anumite directii, conform necesitatilor.
Si inca ceva, ca m-am jucat cu asta. O fi durat printarea 70 de ore dar constructia modelului 3d a durat luni sau ani. Iar imprimanta, eu cred ca a fost dezvoltata special pentru acest studiu care a costat ceva – dee… cercetarea e scumpa si nu aduce direct profit.
Si inca ceva la inca ceva: nu cred ca le-a iesit din prima, ca nici mie nu-mi prea iese si eu printez bucatele mici.
La ce ai vrut sa faci referire cand ai spus: „O fi durat printarea 70 de ore dar constructia modelului 3d a durat luni sau ani.”?
Modelul 3D al cocii in sine? Planul de forme? Te intreb pentru ca am vazut ca mai nou exista scanere 3D si au fost folosite pentru a scana nave existente, cred ca la olandezi am vazut asta.
La 3Dirigo am vazut ca au folosit inclusiv rumegus (daca am inteles eu bine). Pentru rigidizare se poate veni cu fibra de sticla si epoxy peste corpul printat 3D. Aplicarea unui strat de fibra cu epoxy este adeseori folosita la ambarcatiunile construite din lemn sau placaj marin usurand intretinerea cocii si prelungind durata de viata.
Daca te uiti la al doilea clip din articol, au folosit imprimanta pentru a printa un model de nava in vederea testelor in bazin. Cei cu imprimanta par sa aiba experienta in printarea unor modele de nave in vederea validarii planului de forme prin testarea in bazin.
constructia modelului 3d insemna cumulul a tot ce inseamna dezvoltare de produs (sic), proiectare, experimentare, simulari numerice studii deproprietati materiale si de comportament al lor in procesul tehnologic, finalizate prin realizarea unui model 3d (de obicei fisiere STL pt fiecatre piesa pprintata) care „varsat” la imprimanta iti asigura realizarea obiectului.
Pentru mine, care m-am limitat in cele din urma la nivel hobby – machete si bibeloruri, crearea modelului 3D a insemnat crearea geometriei si optimzari „tehnologice” pentru ca apar deformari, desprinderi ale detaliilor, torsionari ale materialuli pe lungimi mari etc. Si tot dureaza de regula cateva zile.
Daca vii ulterior cu fibra de sticla peste modelul printat atunci de fapt ai un sablon 3d pe care pui manual coca din fibra. Se pierde „esentialul”, ca poti scoate piesa direct din imprimanta si sa o folosesti.
Nu ma intelegeti gresit, tehnologia e utila si pentru ce voiam eu acasa a fost ideala. In rest e indicata pentru protitipuri, modele de laborator, piese cu forme imposibil de reprodus prin tehnologii conventionale. Dar nu e panaceu universal, nu vom vedea avioane iesind direct din imprimante.
Filosofia pieselor printate pe portavion este de a fabrica anumite componente in loc sa tii stoc la bord sau sa te aprovizionezi de la tarm. Problema e ca la aplicatii mecanice de regula sunt necesare prelucrari post imprimare. De exemplu, chiar si elicea din filmul de mai sus dupa ce e printata o ia un „nene” la slefuit manual.
Multumesc pentru lamuriri stimati domni.
Ma alatur si eu si multumesc pentru comentariile deosebit de instructive!