Образовательные и исследовательские проекты уже достаточно долгое время использую 3D печать для решения своих задач. В этой статье знакомимся с реальными примерами того, как аддитивные технологии работают в одной из самых передовых отраслей.
Тестирование 3D печатных деталей в космосе
Исследователи NASA изучают, как гальванические детали SLA ведут себя в космосе. Инженеры Центра космических полетов имени Годдарда NASA спроектировали кронштейны, которые были напечатаны в 3D на принтерах, покрыты гальваническим покрытием и отправлены в космос на борту миссии коммерческой службы снабжения SpaceX (CRS-25), которая состоялась летом 2022 года на Международной космической станции (МКС).
Используя испытательную платформу Международной космической станции компании Alpha Space Materials International Space Station Experiment (MISSE-16), образцы будут подвергаться воздействию внешней среды космической станции, а затем будут возвращены на Землю для дальнейших испытаний. Результаты могут рассказать о том, как NASA и, возможно, другие производители аэрокосмической продукции могут включить гальванотехнику и аддитивное производство в потенциальные планы будущих продуктов.
Детали для испытаний в аэродинамической трубе
Преподаватели и студенты по всему миру используют 3D принтеры для испытаний в аэродинамической трубе, чтобы обосновать свои исследования.
Низкоскоростная аэродинамическая труба Техаса A&M имени Орана В. Никса проводит испытания в аэродинамической трубе для широкого спектра проектов. Лиза Браун, менеджер и инженер Техасской аэродинамической трубы A&M, помогает исследователям разрабатывать планы испытаний, разрабатывать модели и создавать код, который помогает им собирать необходимые данные. Ее команда использует 3D печать для создания масштабных моделей для тестирования различных объектов.
Браун вспоминает проект, в котором команда исследовала машущую лопасть вертолета и использовала в тесте 3D печать. «Если мы будем двигаться достаточно быстро и лопасти будут крутиться достаточно быстро, вы фактически получите ударные волны от передней кромки этих лопастей. А это не то, чего вы хотите от вертолетов. Таким образом, мы действительно смогли увидеть, как эти ударные волны возникают в нашем низкоскоростном туннеле, и это было действительно захватывающе», — сказал Браун. «У нас была небольшая печатная вставка на переднем крае с несколькими датчиками внутри. Таким образом, вся модель представляла собой алюминиевое крыло с маленькой вставкой, которую мы могли заменить».
По другую сторону Атлантического океана в аэродинамической трубе Технологического института Карлсруэ (KIT) также тестируются 3D печатные детали. Докторант Ларс фон Дейн изучает методы прогнозирования турбулентных потоков. Его работа может помочь в выборе материалов и дизайна для уменьшения трения при мобильности.
Чтобы создать свои тестовые детали, фон Дейн обратился к 3D печати. «Я хотел бы изучить конструкции, которые очень сложно изготовить с помощью механической обработки», — говорит он.
Обучение следующего поколения инженеров
Военно-морская академия США готовит молодых мужчин и женщин к тому, чтобы стать профессиональными офицерами ВМС и Корпуса морской пехоты США. Капитан Брэд Бейкер, доцент USNA, понял, что итерационному процессу его студентов-инженеров и, следовательно, темпам обучения препятствует отсутствие доступа к производственным возможностям. Даже при наличии механического цеха, посвященного завершающим проектам студентов, каждый человек или команда не могли выполнить более трех-четырех итераций в течение года.
Капитан Бейкер не был первым профессором в кампусе, предложившим студентам 3D принтеры для выполнения курсовой работы, но он объединил проектные и производственные возможности в одном централизованном месте, когда основал MakerSpaceUSNA. Имея всего лишь пару принтеров для моделирования методом наплавления (FDM), он начал интегрировать эти машины в учебную программу по машиностроению и сделать машины доступными для студентов, выполняющих свои основные проекты.
Когда студенты поступают на инженерную программу, они сначала учатся использовать программное обеспечение CAD, затем как работать с FDM принтерами, затем переходят к стереолитографии (SLA) и, наконец, к 3D принтерам селективного лазерного спекания (SLS). Теперь они даже изучают 3D сканирование и могут выполнять полный реверс-инжиниринг проектов, используя все изученные инструменты.
Наличие высококачественных и надежных принтеров, использующих технологии FDM, SLA и SLS, позволяет MakerSpaceUSNA предоставить каждому студенту USNA возможность познакомиться с широким спектром технологий аддитивного производства. Философия капитана Бейкера, основанная на практическом образовании и подходе «обучение через неудачи», делает еще один шаг вперед для студентов-инженеров и готовит их к карьере на службе в ВМС США и за его пределами.
3D технологии - это отличный инструмент для развития аэрокосмической отрасли. Широкие возможности применения и поиск новых материалов в конечном счете могут привести к тому, что 3D печать станет использоваться там, где до этого применялись традиционные процессы.
В DigitalCraft3D мы готовы выполнить тестовые образцы для исследований или образования. Узнайте больше о возможностях нашего производства, заглянув в раздел “Портфолио”.