Это 3D

Микротурбинный двигатель, напечатанный на 3D-принтере, разработанный Израильским технологическим институтом Технион и программным обеспечением PTC ... [+] показан здесь в разрезе, показывающем внутреннюю структуру.

Один из аспектов работы промышленной 3D-печати, который на первый взгляд трудно понять, — это способность создавать детали внутри других деталей. Металлический 3D-принтер печатает объект по одному горизонтальному слою толщиной в волос. Итак, представьте себе 3D-печать такого предмета, как цепочка. Оно построено уже в совершенно сплошных кругах. Напротив, в традиционном производстве отдельные звенья сначала выпрямляются, затем сгибаются и соединяются по одному, что медленнее, более трудоемко и имеет слабые места в каждом звене. Это тот же старинный принцип производства ювелирных изделий, что и цепей, удерживающих якоря военных кораблей.

Способность 3D-печати изготавливать объекты, как уже связанную цепочку, меняет способы производства вещей. Он предлагает инженерам новую свободу проектирования, не ограниченную ограничениями традиционного производства.

Чтобы донести эту мысль до конца, используя гораздо более сложную 3D-печатную деталь, чем звено цепи, компания-разработчик программного обеспечения PTC продемонстрировала полностью напечатанный на 3D-принтере — цельный — реактивный двигатель на мероприятии по презентации продукта своей компании в прошлом месяце в Бостоне, штат Массачусетс.

Этот 8-фунтовый микротурбинный двигатель, напечатанный на 3D-принтере в Iconel и показанный здесь в разрезе, чтобы обнажить внутренние ... [+] конструкции, может стать будущим более экономичных БПЛА.

Двигатель в сборе родился полностью собранным

Микротурбинный двигатель весит около восьми фунтов и напечатан на 3D-принтере как единый компонент, включая все вращающиеся и неподвижные части одновременно. Хотя снаружи он выглядит солидным, внутри имеются решетчатые конструкции для минимизации веса и каналы для обеспечения потока воздуха и топлива. Типичная микротурбина, напротив, содержит более 33 деталей, которые индивидуально обрабатываются, а затем собираются.

«Для работы этого двигателя действительно не требуется никаких других компонентов, кроме корпуса», — говорит Стив Дертьен, технический директор PTC. «Все остальное, от подшипников до уплотнений и охлаждения, спроектировано заранее».

В PTC утверждают, что этот двигатель с аддитивной печатью будет работать так же, как и любой другой микротурбинный двигатель, хотя на самом деле он не подвергался таким испытаниям. Будучи некоммерческим исследовательским проектом, PTC не планирует продавать этот конкретный двигатель, но нет недостатка в компаниях, стремящихся сделать компактные турбины более доступными для таких применений, как более легкие БПЛА среднего размера.

«Сегодня микротурбинные двигатели требуют сложных процессов сборки из множества дорогостоящих деталей, что ставит клиентов прямо под перекрестье зависимости от цепочки поставок, ограниченной доступности, а их производители поддерживают необходимый опыт сотрудников для завершения сборки», — заявили в PTC на презентации продукта.

Монолитный микротурбинный двигатель, напечатанный на 3D-принтере, может значительно снизить затраты, ускорить производство и обеспечить новую эффективность, невозможную при использовании двигателей традиционного производства.

При 3D-печати, также называемой аддитивным производством, для формования или механической обработки деталей не требуется никаких инструментов. Это устраняет необходимость сваривать или соединять детали, которые могут стать слабыми местами. Кроме того, существует возможность производства по требованию на месте, поскольку нет необходимости доставлять какие-либо компоненты из других мест или иметь под рукой квалифицированную рабочую силу.

«Когда двигатель представляет собой всего лишь один блок, его производство и замена обходятся дешево, — говорит Дертьен. — Вам не нужно думать о запасных частях. Если он сломается, напечатайте новый».

Печать двигателя заняла 13 часов на металлическом лазерно-порошковом 3D-принтере от EOS (модель M300) с использованием инконеля в качестве материала. Инконель — чрезвычайно прочный и термостойкий металл, который очень сложно обрабатывать, поэтому в традиционном производстве его часто используют только для изготовления выхлопных частей газотурбинных двигателей.

«Этот конкретный микротурбинный двигатель призван стать знаковой деталью, демонстрирующей возможности», — говорит Дертьен. «Целью Uber было сделать что-то экстраординарное, но доступное».