НОВОСТИ В УКРАИНЕ
Команда Национальной лаборатории при Министерстве энергетики США в течение восьми недель занималась 3D-печатью массивной стальной формы, высота которой составляет 2 метра, ширина – 1,2 м, а вес – почти 2 тонны. Об этом пишет The Times Of India.
«Этот инструмент, разработанный совместно с компанией Boeing, предназначен для изготовления термопластичных композитных деталей самолетов и станет вкладом в проект NASA «Hi-Rate Composite Aircraft Manufacturing» (HiCAM)», – уточняется в материале.
По информации ORNL, в рамках проекта исследуется возможность изготовления крупных металлических пресс-форм с помощью аддитивного производства с целью повышения гибкости, снижения затрат и повышения эффективности производства.
Работа сочетает в себе:
- роботизированную печать металла,
- использование различных видов стали,
- компьютерное моделирование для преодоления сложностей, связанных с изготовлением пресс-формы такого масштаба.
Массивная пресс-форма, построенная слой за слоем
Такая пресс-форма известна как Stamp Form Die (SFD). Это тип штамповочного пресса, используемого для резки или формовки материалов. В авиастроении металлические формы SFD могут использоваться для формовки деталей из термопластичных композитных материалов.
Например, термопластиковые двери самолетов изготавливаются путем штамповки нагретого пластика между двумя формами SFD. Традиционно такие формы изготавливаются с помощью обычных процессов металлообработки, включая механическую обработку, литье, ковку и сверление.
В то же время ORNL и Boeing пытались выяснить, может ли 3D-печать стать более быстрой и гибкой альтернативой для производства SFD-форм с терморегулированием.
«Для реализации проекта была использована система Arc-1, разработанная в ORNL. Одной из отличительных особенностей этой системы является способность печатать с использованием более чем одного вида металла благодаря одновременной подаче нескольких проволок. Это позволяет инженерам комбинировать материалы в разных частях конструкции в зависимости от необходимых эксплуатационных характеристик», – добавляют в публикации.
Сочетание двух видов стали
В конструкции формы Boeing SFD в зонах, где важны прочность и жесткость, используется мягкая сталь. На поверхность формы нанесена нержавеющая сталь для обеспечения коррозионной стойкости, стабильности размеров и долговечного рабочего интерфейса.
«Подход, основанный на аддитивном производстве, также позволил инженерам переосмыслить способы нагрева и охлаждения формы. Традиционные формы обычно имеют длинные прямые отверстия, просверленные для прохождения жидкостей нагрева и охлаждения. Благодаря 3D-печати исследователи смогли встроить изогнутые каналы, которые более точно повторяют форму формы. Эти каналы могут способствовать более эффективному теплообмену, что потенциально улучшает эксплуатационные характеристики формы при формовании термопластичных композитных деталей», – пишет издание.
В то же время изготовление столь крупной конструкции с помощью аддитивной металлообработки поставило перед исследователями серьезную техническую проблему – искривление. При охлаждении нанесенных слоев металла внутри материала возникают остаточные напряжения. Поэтому, чтобы решить эту проблему, команда добавила временные опорные ребра на задней стороне формы.
«По данным ORNL, команда провела 32 итерации моделирования, прежде чем изготовила форму, которая отличалась от запланированной формы всего на несколько миллиметров. По завершении печати форму отправили в компанию Baker Industries в Мичигане, где ее подвергли отжигу для устранения внутренних напряжений. Затем временные опорные ребра были удалены, а компания Baker Industries выполнила остальные производственные работы, необходимые для соответствия требованиям Boeing», – говорится в материале.
Издание подытожило, что этот проект демонстрирует еще одно применение 3D-печати – использование роботизированного нанесения металла для изготовления огромного инструмента, который сам по себе может помочь в формовке компонентов самолетов следующего поколения.
«Благодаря сочетанию аддитивного производства, современного моделирования и многоматериальной печати эта работа может предложить новый способ производства крупногабаритного аэрокосмического инструмента с большей гибкостью и эффективностью», – добавляют в публикации.
Другие интересные материалы
Ранее китайская компания представила новую батарею для электрокаров. В частности, компания продемонстрировала решение для зарядки, благодаря которому аккумуляторы для электромобилей можно заряжать очень быстро.
Также сообщалось, что средневековый замок веками скрывался внутри университетского здания. Как оказалось, стены нормандской крепости в Роебуке сохранились до наших дней и были скрыты под штукатуркой современного здания.
