ПІДБІР МАТЕРІАЛУ ДЛЯ ВИГОТОВЛЕННЯ ЕЛЕМЕНТІВ БЕЗПІЛОТНИХ ЛІТАЛЬНИХ АПАРАТІВ ЗА АДИТИВНИМИ ТЕХНОЛОГІЯМИ

Автор(и)

  • Вячеслав Васильович Бачинський Військова академія (м. Одеса), Україна
  • Олександр Миколайович Шкурпіт Військова академія (м. Одеса), Україна

DOI:

https://doi.org/10.46972/2076-1546.2022.22.08

Ключові слова:

адитивні технології, безпілотний літальний апарат, 3D-друк, полімер, структура

Анотація

Адитивні технології дозволили сформувати принципово новий напрямок у виробництві безпілотних літальних апаратів, за допомогою якого можна виготовляти одиничні й унікальні зразки виробів за рахунок поступового нарощення матеріалу методом пошарового синтезу з одночасним одержанням заданої форми та розмірів виробу на основі цифрового прототипу. Сучасні можливості обладнання і матеріалів швидко еволюціонують у бік більшого розміру продукції, вищої точності та якості, великих швидкостей друку виробу й низьких витрат. У разі використання традиційних способів виробництва вартість і складність безпілотних літальних апаратів досить висока. Застосування адитивних технологій дозволяє істотно знизити вагу корпусу безпілотників за рахунок скорочення витрат матеріалу.

У статті проведено дослідження властивостей різних полімерів, які застосовуються в адитивному виробництві, визначено їх вплив на якість елементів безпілотного літального апарата, а також започатковано розроблення методики підбору матеріалів для виготовлення його комплектуючих деталей.

Проведені дослідження порушили цілу низку проблемних питань, пов’язаних із необхідністю вдосконалення процесу 3D-друку, організації та управління виготовленням складних елементів безпілотних літальних апаратів, які б дозволили ефективно використовувати новітні адитивні технології 3D-друку в сучасному виробництві в бойових умовах.

За результатами дослідження визначено властивості основних матеріалів для 3D-друку, які використовуються у FDM-технології отримання виробу. Встановлено, що застосування адитивних технологій спричинить коригування принципів конструювання безпілотних літальних апаратів, відпрацювання технологій друку, використання нових стратегій побудови, появу нових, суміжних із 3D-друком технологій. Аналіз механізмів  управління якістю розробки деталей безпілотників свідчить, що технологічна схема підбору композиційного матеріалу є важливим елементом для 3D-друку сучасних апаратів та їх комплектуючих.

Передбачено, що з удосконаленням технологічного обладнання і розвитком методів підбору матеріалу для виготовлення елементів безпілотних літальних апаратів напрямок створення нових літальних апаратів за допомогою адитивних технологій буде неухильно розширюватися.

Посилання

3D printing community: MakerBots Thingiverse. (n.d.). Retrieved from https://www.thingiverse.com/

Uchebnyi tsentr vedushchikh mirovykh proizvoditelei 3D-printerov [Training center for the world's leading manufacturers of 3D printers]. (n.d.). Retrieved from https://blog.iqb.ru/additive-technologies-in-production/ [in Russian].

Relativity Space, Inc.: the world’s first autonomous rocket factory and launch services leader for satellite constellations. (n.d.). Retrieved from https://www.relativityspace.com/stargate/

Green Car Congress Magazine: Energy, technologies, issues and policies for sustainable mobility. (n.d.). Retrieved from http://www.greencarcongress.com/2012/08/sulsa-20120827.html

3d Printing & Additive Manufacturing Intelligence: TCT Magazine. (n.d.). Retrieved from www.tctmagazine.com/additive-manufacturing/university-of-sheffieldtrials-3d-printed-unmanned-aircraft/

Chabanenko, A. V., Semenova, E. G., Smirnova, V. O., Smirnov, A. O., Rozhkov, N. N. (2018). Obespechenie kachestva additivnogo proizvodstva posredstvom sistemy kontrolia posloinogo sinteza [Assuring the quality of additive manufacturing through a layered synthesis control system]. Voprosy radioelektroniki [Questions of radio electronics], 10, 75–79 [in Russian].

Spoerk, M., Holzer, C., & Gonzalez-Gutierrez, J. (2019). Material extrusion-based additive manufacturing of polypropylene: A review on how to improve dimensional inaccuracy and warpage. Journal of Applied Polymer Science, Vol. 137, Iss. 12. P. 48545. https://doi.org/10.1002/app.48545

Kondrashov, S. V., Pykhtin, A. A., Larionov, S. A., & Sorokin, A. E. (2019). Vliianie tekhnologicheskikh rezhimov FDM-pechati i sostava ispol'zuemykh materialov na fiziko-mekhanicheskie kharakteristiki FDM-modelei (obzor) [Influence of technological modes of FDM printing and the composition of materials used on the physical and mechanical characteristics of FDM models (review)]. Trudy VIAM [Proceedings of VIAM], 10 (82), 34–49. https://doi.org/10.18577/2307-6046-2019-0-10-34-49 [in Russian].

Savitskii, N. V., Shatov, S. V., & Ozhishchenko, O. A. (2016). 3D-pechat' stroitel'nykh ob"ektov [3D-printing of building objects]. Vestnik Pridneprovskoi gos. akademii stroitel'stva i arkhitektury [Bulletin of the Pridneprovsk State University. academy of construction and architecture], 3 (216), 18–26 [in Russian].

Bos F. et al. (2016). Additive manufacturing of concrete in construction: potentials and challenges of 3D concrete printing. Virtual and Physical Prototyping, Vol. 11, Iss. 3, 209–225. https://doi.org/10.1080/17452759.2016.1209867

Biranchi Panda, Suvash Chandra Paul, & Ming Jen Tan. (2017). Anisotropic mechanical performance of 3D printed fiber reinforced sustainable construction material. Materials Letters, Vol. 209, 146–149. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2017.07.123

Kablov E. N. (2020). New Generation Materials and Technologies for Their Digital Processing. Herald of the Russian Academy of Sciences, Vol. 90, No. 2, 225–228. https://doi.org/10.1134/s1019331620020124

Zhang, X., Fan, W., & Liu, T. (2020). Fused deposition modeling 3D printing of polyamide-based composites and its application. Composites Communications, 21, 100413. https://doi.org/10.1016/j.coco.2020.100413

Peng, X., Zhang, M., & Guo, Z. et al. (2020). Investigation of processing parameters on tensile performance for FDM-printed carbon fiber reinforced polyamide 6 composites. Composites Communication, Vol. 22, 100478. https://doi.org/10.1016/j.coco.2020.100478

Bertolino, M., Battegazzore, D., & Arrigo, R. et al. (2021). Designing 3D printable polypropylene: Material and process optimization through reology. Additive Manufacturing, 40, 101944. https://doi.org/10.1016/j.addma.2021.101944

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-11-30

Як цитувати

Бачинський , В. В. ., & Шкурпіт , О. М. . (2022). ПІДБІР МАТЕРІАЛУ ДЛЯ ВИГОТОВЛЕННЯ ЕЛЕМЕНТІВ БЕЗПІЛОТНИХ ЛІТАЛЬНИХ АПАРАТІВ ЗА АДИТИВНИМИ ТЕХНОЛОГІЯМИ. ПРОБЛЕМИ СТВОРЕННЯ, ВИПРОБУВАННЯ, ЗАСТОСУВАННЯ ТА ЕКСПЛУАТАЦІЇ СКЛАДНИХ ІНФОРМАЦІЙНИХ СИСТЕМ, (22), 90–98. https://doi.org/10.46972/2076-1546.2022.22.08