ПІДБІР МАТЕРІАЛУ ДЛЯ ВИГОТОВЛЕННЯ ЕЛЕМЕНТІВ БЕЗПІЛОТНИХ ЛІТАЛЬНИХ АПАРАТІВ ЗА АДИТИВНИМИ ТЕХНОЛОГІЯМИ
DOI:
https://doi.org/10.46972/2076-1546.2022.22.08Ключові слова:
адитивні технології, безпілотний літальний апарат, 3D-друк, полімер, структураАнотація
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
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
