TacticalPro

Strategie Kremlu: Balancovat na hraně třetí světové války

Podle článku Rusko osamoceno: Proč nikdy ... Více

Ruská letadlová loď Admirál Kuzněcov míří k Sýrii

Ruská Severní flotila vyslala do Středozemního ... Více

Černí pasažéři NATO nechápou Donalda Trumpa

Zvolení Donalda Trumpa příštím prezidentem USA ... Více

Ruské superlehké brigády. Inspirace pro Armádu ČR?

Na základě zkušeností z bojů v Sýrii ruské ... Více

Námořní technika

Trojrozměrný tisk pro americké válečné lodě

Datum přidání 02.07.2015    Rubrika rubrika: Námořní technika     komentáře 15 komentářů    autor autor: Jan Grohmann

Americké námořnictvo zvažuje umístění trojrozměrných tiskáren na své válečné lodě. Tiskárny umožní výrobu součástek přímo na lodi dle potřeby. Výrazně se tak zjednoduší logistická náročnost provozu jednotlivých lodí.

Foto: První 3D tiskárna je umístěná na výsadkové lodi USS Essex; větší foto / U.S. Navy

Foto: První 3D tiskárna je umístěná na výsadkové lodi USS Essex; větší foto / U.S. Navy

 

V současné době vojenské lodě amerického námořnictva vozí veškeré náhradní součástky sebou. Pokud v lodním skladě požadovaná součástka chybí, je nutné ji dopravit letecky z nejbližší základny nebo jiného vojenského plavidla. Dlužno však dodat, že většina součástek ve skladech není během provozu lodi nikdy použita a zabírají pouze místo.

 

Výše uvedené logistické paradigma mohou nabourat trojrozměrné tiskárny. Poslední pokroky v trojrozměrném modelování a 3D tisku (resp. aditivní výrobě) umožňují vyrábět tvarově složité součástky z nejrůznějších materiálů – například z hliníku nebo titanu.

 

3D tiskárna dokáže z jediného vstupního materiálu, např. hlinkového prášku, vyrobit jakoukoliv tvarově složitou součástku (např. pro další 3D tiskárnu), včetně vnitřní komplikované struktury. Rozměrová přesnost výrobku přitom bez problémů dosahuje několik setin milimetru. Díky velké přesnosti výroby není třeba dalších strojních operací k dokončení výrobku.

 

Výhodou výroby součástek přímo na lodích je řádové zjednodušení logistiky. Vstupní materiál je jen kovový prášek (hliník, titan) umístěný v zásobnících, které lze jednoduše a snadno transportovat a ukládat. Softwarová databáze pojme tisíce trojrozměrných modelů součástek, které lze pak v případě potřeby v lodní dílně vyrobit.

 

Video: Umístění 3D tiskárny na USS Essex. / YouTube

 

Na druhou stranu, je zde ale i bezpečnostní riziko. Kovový prášek je při rozptýlení ve vzduchu vysoce hořlavý. Je tedy nutné vyřešit jeho pečlivé uložení a ochranu před případným nepřátelským útokem.

 

Americké námořnictvo již pokusně nainstalovalo první trojrozměrnou tiskárnu na výsadkovou loď USS Essex třídy Wasp. Výsadková loď USS Essex je domovem pro 1800 členů námořnictva a námořní pěchoty a 36 letadel a vrtulníků.

 

Široké nasazení trojrozměrných tiskáren na lodích je však ještě roky vzdáleno. Výzvou je například pevnost některých trojrozměrně vyráběných součástek.


„Aditivní výroba se musí dostat do bodu, kdy vytištěná součástka má stejnou pevnost a celkové vlastnosti, jako nahrazovaná součástka. V některých případech tomu je už dnes. V jiných, mnoha dalších případech, tomu tak není. Vytištěné součástky v tahu a pevnosti nesplňují to, co je potřeba pro vysoce zátěžové prostředí," říká plukovník Benjamin Kohlmann, stíhací pilot a člen Sekce pro rychlé inovace CRIC (Rapid Innovation Cell ) kanceláře Šéfa pro námořní operace (Chief of Naval Operations).


Další výzvou pro trojrozměrný tisk je nestabilní prostředí lodě pohybující se po moři, a vibrace přicházející z motorů lodí. 


Americké námořnictvo plánuje v červenci několik setkání s předními zástupci průmyslu, aby jim nastínilo své představy a požadavky pro trojrozměrný tisk. V průběhu září pak námořnictvo formálně požádá průmysl o předložení návrhu pro technologické zajištění aditivní výroby na bojových lodích.

 

Zdroj: DefenseTech

Udělte článku metály:

Počet metálů: 3 / 5

Nahlásit chybu v článku

Přidej komentář

Přidávat diskuzní příspěvky a hlasovat pro článek mohou jen registrovaní. Prosím zaregistrujte se nebo se přihlašte!

Komentáře

avatar
RiMr71 Datum: 07.07.2015 Čas: 12:09

Anton:
Bohužel je nutné konstatovat, že zatímco (cituji) USA mají DARPU - DARPA je malá skupina supremozgov,
tak my máme EU, což je "velká skupina superúředníků".

Taky mě to mrzí, ale marná sláva, je to tak..

avatar
HonzaH Datum: 06.07.2015 Čas: 22:14

Muhaha: Tak to se omlouvam,ale to vubec netusim. To bych si vymyslel.

avatar
Anton Datum: 05.07.2015 Čas: 15:10

Nemyslím, že zavádzanie 3D tlačiarní do US armády je roky vzdialené. Iba mlžia.
Nemyslím, že by im vadil vysokohorľavý prášok. To by im potom vadilo aj vysokohorľavé palivo pre rakety lietadla, bomby a podobne.
Odporučal by sa čo najskôr vážne sa zaoberať vývojom 3D tlačiarňami aj SR a ČR!
Až nám neutečie vlak! Ako nám utiekol napríklad pri nástupoch vypočtovej techniky a Internetových gigantov.
Môžu sa aj spojiť vo výskume a vývoji krajiny ČR a SR a možno aj krajiny V4 a podobne.
3D tlačiarne majú nesmiernú perspektívu ako pre naše armády, tak aj pre priemysel a výrobu! Je strašne veľa komponentov, ktoré potrebujú naše armády pre svoje zbrane zásoby, logistiku a servis.
Sme pomerne malé štáty a na vývoj superlietadiel a rakiet ťažko nájdeme finacie.
Ale vo vývoji 3D tlačiarni by sme mohli uspieť a presadzovať sa.
Predstavte si aj o koľko finacii z rozpočtov by to ušetrili naše armády, už len v zásobovaní, logistike, náhradných dielcov, ktoré by nemuseli naše armády tak skladovať, objednávať dovážať a podobne! Časom zastaralejšie 3D tlačiarne by sa mohli dávať pre potreby priemyslu podľa nejakého zadefinovaného kľúča.
Myslím, že na také idey majú v USA DARPU! DARPA je malá skupina supremozgov, ktorá musí rotovať a nepodlieha plne byrokrácii USA. Vznikla na podnet vesmírnych prekvapení ZSSR aby už nedošlo k dalšim technologickým prekvapeniam! Prepája aj ekomomiku USA so záujmami armády! Zásluhy DARPY su veľké a dočítate sa o nich aj na wikipediach. Založenie takéj malé skupiny supermozgov, ktoré by rotovali (aj s bezpečnostných dôvodov a aby tam príliš nezakrpateli) by ani cíteľne nezasiahli výdavky na naše armády. Je veľa vecí ktoré už naše armády nepotrebujú alebo budú potrebovať, či potreby zosúladiť naše ekonomiky s potrebami naších armád.Zachytiť nádejne smery, kde by sme sa vedeli presadiť ako v priemysle taj aj v zbraniach. Nemuseli by aj naše supermozgy odchádzať do zahraničia a podielať sa na vývoji výrobkov, ktoré neskôr draho nakúpime! Niekedy aj s backdoormi, alebo ju ani nedostaneme.

avatar
Muhaha Datum: 03.07.2015 Čas: 13:29

to HonzaH:

Nevíte náhodou, jaké jsou zkušenosti s práškem z kovů vzácných zemin (hlavně mě zajímá Thulium a Yttrium - kvůli laserům), pokud nějaké jsou?

Jinak děkuji za Váš příspěvek - nutnost vyžíhání jsem si při čtení článku vůbec neuvědomil.

avatar
RiMr71 Datum: 03.07.2015 Čas: 12:23

...a win i pro nás... Čím toho bude víc, tím budou i ty home tiskárny technologicky pokročilejší než ty různé dnešní RepRapy a podobné "bastly"..

avatar
shal Datum: 02.07.2015 Čas: 23:54

GAVL: K této domněnce opravdu není důvod.
1) Pokud to bude fungovat a za pár let (několik málo desítek let) splní 3D tiskárny požadavky, tak se to armádě vyplatí, i přes vysoké počáteční náklady na vývoj a provoz.
2) Firmám se to vyplatí, protože budou mít peníze do investic do dalšího výzkumu a budou moci vyvinout technologii, která bude mít následně nepředtavitelné výsledky v komerčním sektoru
3) Vyplatí se to i USA, protože tohle bude jednou hodně velký byznys a pokud ho budou dělat americké firmy, tak to bude mít značný finanční a technologický přínos pro celou zemi. Jenom ten dopad na průmysl bude enormní.

Prostě WIN-WIN-WIN

avatar
GAVL Datum: 02.07.2015 Čas: 20:30

Začínám mít pocit, že si USA začínaj pěkně dojit tu svoji armádu.

avatar
brin Datum: 02.07.2015 Čas: 18:52

Dodal bych, že naprostou většinu ceny 3D tiskáren z kovu tvoří autorská práva. Jinak na tom veskrze není nic až tak drahého, jako inertní plyn lze v klidu používat čistý dusík a práškové kovy se dají samozřejmě pořídit levně, stačí znát potřebnou zrnitost a je to, jenže u originálů vám v tom zabrání. Co by mě zajímalo mnohem víc je teď 3D tisk z karbonu. To má v blízké budoucnosti opravdu velké možnosti a pevnost takových součástech běžně převyšuje i ocel.

avatar
HonzaH Datum: 02.07.2015 Čas: 13:30

3D tisk je třeba nenahraditelný, pokud chcete udělat vnitřní strukturu součásti, která se klasickým způsobem vlastně ani nedá udělat. Třeba kanálky pro chladící médium, které kopírují tvarově složitý povrch vstřikovací formy. To asi vojáky moc zajímat nebude i když to může hodně posunout technologii vstřikování plastů. Co je ale třeba zajímavý jsou lopatky proudových motorů. Můžete použít různé superslitiny (na bázi titanu, niklu, ...), které se řadí do skupiny těžkoobrobitelných materiálů a uvnitř lopatek udělat komplikované chladící kanály. A ještě navíc pak vysokotlaký stupeň turbíny nemusí být skládaný z jednotlivých lopatek, ale vyrobený jako jeden kus, tzv.blisk (z anglického blade - lopatka a disk). Celkově je pak blisk mnohem pevnější a tepelně odolnější a motor tak může pracovat s vyššími parametry. V podstatě to, co zmiňoval Shania.
Obecně se aditivní metody objevili v rámci tzv. RP - rapid prototyping. Tvroba prototypu byla rychlejší ne proto, že samotná technologie výroby by byla rychlejší, to je klasické NC daleko rychlejší, ale proto, že se zkrátil čas takzvané technologické přípravy výroby (to jest celková příprava technologie a NC programů, objednání materiálu polotovaru a čekání na jeho dodání, objednání nebo nedej bože návrh a výroba speciálních nástrojů,...). To bych si skoro typnul, že pokud by na lodi měli výkonné soustružnicko-frézovací centrum, unifikované polotovary a nástroje a NC programy a veškerou dokumentaci pro výrobu, byli by rychlejší a efektivnější. Ale třeba se pletu a jsem jen staromilec a zpátečník.
Ještě mne napadla jedna věc. Existují také stroje, které v podstatě nestaví celkou součást, ale pouze opravují poškozené místo. V podstatě to vypadá jako robot se svařovací hubicí. Na konci je ale tryska, která mezikružím vyfukuje prášek v inertní atmosféře. Ten je nasměrován v podstatě do jednoho bodu v ose trubice. A osou trubice pak svítí laser, který letící prášek navařuje na správné místo. Jedná se o rychlou, byť často provizorní opravu. Ale nejsem si úplně jistý, jak by se to chovalo v motoru, kde by to bylo mechanicky a tepelně namáhané.
https://www.youtube.com/watch?v=iLndYWw5_y8

Jak říkám, 3D tisk je úžasný, nápad Lukyho mi přijde skvělý (sešrotovat loď a udělat z toho něco nového), ale ještě si budeme muset chvíli počkat.

avatar
Shania Datum: 02.07.2015 Čas: 12:19

HonzaH: dík za info z realného provozu, z toho vide u motorů to asi používají hlavně u součástek, které se konvenčně vyrobit nedaji, nebo musí byt z několika kusů. Taky to zpřístupňuje nové tvary součástek. zmiňují tam např. trysku pro vstřikování paliva, která je 5x odolnější a o 25 lehčí. Rozhodně tím ale nedělají celý motor.

avatar
Luky Datum: 02.07.2015 Čas: 11:55

no mě se vždycky v Duně2 hrozně líbilo, jak pojízdný velitelský vozítko rozbalí konťák a posaví LF (light factory), potom HF (heavy factory) a AF (aircraft factory). Pak z nich začaly vyjíždět nebo vylítávat vehikly. Úplně stejný princip převzala Arma se svým warfare módem.

Je to zatím nemožný, ale představa, že by jednou někam hóodně daleko vyslali expediční sbor s pár konťákama a datovým nosičem v kapse, na kterém by byla veškerá 3D dokumentace...jen by si museli nejdřív natěžit ty prvky, možná by pro začátek došlo k recyklaci mateřské lodi. Kdyby nám tak dokázali vysvětlit, k čemu chtějí NWO, třeba bychom se pro to nadchnuli a tolik se nekroutili :D

avatar
Rase Datum: 02.07.2015 Čas: 11:40

Kozlus: na vytisknutí plastové pažby nic není, princip je stejný jako u komerečního 3D tisku (všechno se vleze do přepravního kontejneru + granulovaný materiál). Spíš by bylo divné kdyby o tom víc mluvili. Přeci jen na tyhle součástky nejsou vysoké nároky na pevnost (vyždycky se může vytisknout nová.
Tady jde ale o tisk kovových součástek (což také není nic přelomového), které mají mít lepší mechanické vlastnosti. To už je problém na který se musí najít řešení.
Izolovat tiskárnu od vnějších vlivů nebude nic tak složitého (když to šlo v 19.století v případě námořních hodin). Zajmavá je zmínka o horlavosti kovových přášků.
Jednou se třeba víc rozšíří i možnost tisku potravin (také na tom vědátoři pracují). Zajmavá myšlenka.

avatar
HonzaH Datum: 02.07.2015 Čas: 11:35

Aditivní technologie (obecně technologie 3D tisku) rozhodně čeká skvělá budoucnost. Ale zatím je ještě daleko. Prvním problémem je např. cena, u solidní 3D tiskárny na kovy se pohybuje hodně přes 10 mil. Kč. Ale tohle myslím, minimálně pro US Navy asi nebude problém.
Dalším je to, že přesnost sice podle marketingových prohlášení dosahuje setin milimetru, ale realita je jiná. My jsme před nedávnem koupili velmi dobrou 3D tiskárnu (abych nekecal, cca 15 mil. Kč), která dosahuje přesnost cca 0,1mm. O tom, že by nebylo třeba dodatečného obrábění v případě, že potřebujete cokoli přesnějšího (např. už jen kolíková díra v toleranci H7 je mimo možnosti), nelze mluvit.
A přesnost rozměru není samozřejmně jediný limit, u velkého množství součástek je také požadována drsnost povrchu. Podle prohlášení školitele je dosažitelná drsnost cca Ra 12,5. Takže vcelku bída.
Dalším omezením je max. velikost pracovního prostoru, u té naší je to cca 250 x 250 mm. Plno součástek je sice menších, ale plno zase ne.
Další problém je opět cena, ale ne jednorázová, ale cena provozu. Potřebujete nejen prášky, ale také plyn pro ochranou atmosféru (podle typu materiálu prášku argon a nebo dusík) a prášky jsou NECHUTNĚ drahé. Pokud to někdo nakoupí v tunách, jistě srazí cenu dolů, ale i tak to bude prostě hodně drahé. Jen pro představu, součást o velikosti cca 100 x 100 x 100 bude mít cenu dost přes 50 tis. Kč.
A abych nebyl nařčen, že říkám jen samá negativa, přidám pro jistotu ještě jedno :-) Vytištění jednoho modelu je v řádu hodin, ale v případě složitější a větší součásti spíše v řádu desítek hodin. Až přijde mechanik pro náhradní díl, tak mu řeknete: "Počkej týden, akorát tiskneme ventil do motoru a pak je na řadě nová pánvička pro kuchaře." To asi bude docela dost velká komplikace.
A další problém (já vím, já vím, jsem prostě problémovej, no). Model vlastně vzniká postupným (bodovým) spékáním laserem (nebo taky elektronovým paprskem, ale to je jedno). Každý, kdo trochu ví něco o metalurgii a materiálech ví, kam mířím. Vnášíte tím do materiálu obrovské napětí! Abyste se ho zbavili, je pak třeba součástky vyžíhat. Takže povezete ještě pec na žíhání.

Ale jinak je aditivní výroba fajn, docela jí fandím, tuším velkou budoucnost. Ale je třeba si uvědomit, že doba, kdy se budou tisknout součástky, které se dnes dělají sériově, je ještě hodně daleko. Ale třeba se pletu.

avatar
Kozlus Datum: 02.07.2015 Čas: 10:03

Nemel se tisk soucastek zavadet uz u jednotek v Afganistanu? Jsou nejake informace z provozu?

avatar
Shania Datum: 02.07.2015 Čas: 09:31

Tady je obdobná technologie pro motory ADVENT, což bude mít radikální vliv i na civilní motory.

https://www.youtube.com/watch?v=l0SXlkrmzyw

http://www.geaviation.com/military/engines/adaptive-cycle/

Space X myslím taky tiskne raketové motory a součástky.

http://www.spacex.com/news/2014/07/31/spacex-launches-3d-printed-part-space-creates-printed-engine-chamber-crewed

arr