Преимущества композитов, армированных волокном, позволяют использовать их в тех отраслях промышленности, где важна масса. Авиакосмическая промышленность является одной из таких отраслей, так как лишняя масса создает большие расходы.
В 2021 году мы напечатали на 3D-принтере легкие детали лунохода, который стал победителем всемирного космического хакатона в 2020 году. Наше решение включало переделку двух частей подвески — крепления колеса и рычага управления — для наслоения армирующих волокон и обеспечения прочности и долговечности.
ЛУНОХОД, ВЫИГРАВШИЙ КРУПНЕЙШИЙ В МИРЕ КОСМИЧЕСКИЙ ХАКАТОН ACTINSPACE 2020, БЫЛ СОБРАН И ИСПЫТАН В ЛУННОЙ СРЕДЕ LUNALAB В УНИВЕРСИТЕТЕ ЛЮКСЕМБУРГА
Но нет предела совершенству, и мы продолжаем внедрять новые подходы и материалы для различных вариантов использования и применения. На этот раз мы перепечатали детали лунохода из нашего нового материала Clear PETG. Наша цель состоит в том, чтобы еще больше усовершенствовать конструкцию, снизить вес и повысить эффективность.
ЧАСТЬ ЛУНОХОДА, НАПЕЧАТАННАЯ ПРОЗРАЧНЫМ PETG И CFC PETG НА 3D-ПРИНТЕРЕ "COMPOSER A4"
Еще в 2021 году мы использовали Smooth PA и Composite Carbon Fiber (CCF), изменили конструкцию для армирование волокнами и выбрали минимальную плотность заполнения — 10% (см. скриншот ниже). Это помогло соблюсти требования и ограничения: максимальный вес марсохода — 4 кг, а вес деталей не должен превышать 100 г.
ПЕРВАЯ ВЕРСИЯ ДЕТАЛИ ИЗ АНИЗОТРОПНЫХ КОМПОЗИТОВ.НАРЕЗАННАЯ В СЛАЙСЕРЕ AURA И НАПЕЧАТАННАЯ НА 3Д ПРИНТЕРЕ(SMOOTH PA И CCF).
На этот раз мы протестировали нашу новую пару материалов Clear PETG + CCF и еще больше изменили геометрию, чтобы уменьшить количество ненагруженных областей. Новая модель представлена ниже:
ДЕТАЛЬ С ОПТИМИЗИРОВАННОЙ ГЕОМЕТРИЕЙ ДЛЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ
ПРОДОЛЬНЫМ НАГРУЗКАМ . НАРЕЗАННАЯ В СЛАЙСЕРЕ AURA И НАПЕЧАТАННАЯ НА 3Д ПРИНТЕРЕ ДЕТАЛЬ (SMOOTH PA AND CCF)
В результате мы смогли снизить стоимость и количество используемых материалов, сохранив при этом полную функциональность детали, что важно для для применения в аэрокосмической отрасли, где производительность и стоимость являются основными факторами.
ДЕТАЛИ ЛУНОХОДА НАПЕЧАТАННЫЕ CLEAR PETG+CCF И SMOOTH+CCF
В таблице ниже вы можете увидеть результаты тестирования по сравнению с предыдущими результатами и прогнозируемыми значениями для пластика с еще более низкой плотностью — LW-PLA. Он включен в сравнение специально, чтобы проиллюстрировать одно из основных преимуществ технологии двойной экструзии: гибкий выбор материала. При правильной подготовке и настройке, многие пластики могут быть объединены с композитным волокном и, таким образом, они дают отличные физические параметры при небольшой массе и низких производственных затратах.
Конструкторские решения и гибкость выбора материала позволяют нам контролировать многие физические параметры: геометрию, вес, предел прочности при растяжении, диапазон рабочих температур, устойчивость к окружающей среде, плотность и т.д. Таким образом, мы контролируем свойства детали, Это является одной из ключевых особенностей композитной печати: С многочисленными комбинациями геометрии, материалов и свойств. Появляется возможность создавать необходимые компоненты, которые достигают необходимых целей с помощью выбранных методов, и все это в рамках единой технологии.
В приведенном выше примере показаны два разных материала и конструкции, которые дают разные результаты; с большим количеством компонентов, карт нагрузки и целей появится больше вариантов и возможности выбора, поэтому инженеры смогут регулировать их для создания высокопроизводительных механизмов, а также сократить расходы и улучшить финансовую эффективность.