Вернуться к результатам поиска

Case Study из аэрокосмической промышленности

Фантастические идеи воплощаются в жизнь благодаря 3D-печати

Гиганты аэрокосмической промышленности, такие как NASA и Piper Aircraft, нашли для 3D-печати одно из самых потрясающих применений в мире.

Марсоход NASA в пустыне

Юркое белое транспортное средство колесит по пустыне Аризоны, маневрируя под пронизывающим ветром и палящим солнцем, когда температура скачет от одного конца шкалы к другому. Космонавты и инженеры NASA испытывают марсоход на камнях и песке, поднимаются и спускаются с холмов в среде, которая имитирует суровые условия Марса.

Марсоход — размером примерно с Hummer, оборудованный герметизированной кабиной, чтобы люди могли выжить в космосе, — проходит испытания в рамках научно-технических исследований Desert RATS в пустыне. Со временем он послужит одной из величайших целей NASA — исследованию Марса людьми. В ближайшем будущем подобные транспортные средства, возможно, будут помогать людям исследовать околоземные астероиды.

Этот вездеход — неотъемлемая часть миссии NASA расширить присутствие людей в космосе. В его кабине двое космонавтов в течение нескольких дней смогут исследовать поверхности других планет. Двенадцать износоустойчивых колес на шести осях цепляются за неровную зыбкую почву. А выдающаяся вперед кабина может наклониться, чтобы опустить иллюминатор к земле.

Детали марсохода, напечатанные на 3D-принтере

Приспособление NASA

Чтобы разработать настолько прочное и специализированное транспортное средство, инженерам NASA потребовались изобретательность и передовые технологии. Например, около 70 деталей марсохода были созданы цифровым образом, прямо из компьютерных моделей, в нагревательной камере 3D-принтера Stratasys промышленного уровня. Процесс послойного наложения расплавленной полимерной нити (Fused Deposition Modeling — FDM), который также называют аддитивным производством, позволяет создавать сложные формы, достаточно надежные для марсианского ландшафта.

При производстве горстки весьма специфических транспортных средств, подлежащих жесткой эксплуатации на других планетах, запасных частей и традиционных производственных методов недостаточно. Детали марсохода NASA, напечатанные на 3D-принтере, включают устойчивые к огню воздушные клапаны и кожухи, крепления для камер, большие двери переходного отсека, большую деталь, которая используется в качестве переднего бампера, и множество индивидуальных приспособлений. FDM предлагает гибкость дизайна и быстрое внесение радикальных изменений для создания нестандартных кожухов для сложных электронных узлов. Например, один внешний кожух, глубокий и искривленный, имеет форму уха, и изготовить его механическим способом невозможно — или, по крайней мере, запредельно дорого.

При изготовлении деталей методом 3D-печати NASA использует АБС, ПК-АБС и поликарбонатные материалы. Технология FDM, запатентованная Stratasys, — единственный метод 3D-печати, который поддерживает использование термопластичных пластмасс промышленного уровня, легких, но достаточно прочных для износоустойчивых конечных деталей.

Неудача должна быть исключена.

Жест Криса

«Всегда хочется, чтобы детали были как можно легче, но при этом достаточно прочными и надежными, чтобы никто не пострадал», — говорит инженер-испытатель NASA Крис Чэпмен (Chris Chapman). Девиз NASA в отношении пилотируемых космических полетов: неудача должна быть исключена. Полет в космос подвергает транспортное средство интенсивным нагрузкам с самого момента запуска. «Нужно делать несколько тысяч миль в час, только чтобы покинуть атмосферу Земли. Так что придется вытерпеть всю эту тряску, чтобы выйти в космос, и транспортное средство при этом не должно быть повреждено», — говорит Чэпмен.

Инженеры NASA также используют 3D-печать для создания опытных образцов, чтобы проверить форму, посадку и функционирование деталей, которые впоследствии будут изготовлены из других материалов. Это гарантирует, что дизайн деталей, изготавливаемых машинным способом, будет оптимальным и все недочеты будут устранены до перехода к дорогостоящему производству. «У каждого есть бюджет, в рамки которого нужно вписаться, и мы не исключение», — говорит Чэпмен.

CAD-чертеж NASA

Каждый день инженеры NASA и их устройства преодолевают разрыв между практическими соображениями, такими как бюджет и возможности производства, и стремлением человека познать тайны незнакомых миров — в мастерской, в пустыне и даже на чужой планете.

Stratasys Ltd. © 2015. All rights reserved. See stratasys.com/legal for trademark information.