Крыловский государственный научный центр (КГНЦ) совместно компанией ООО «Тоталзед» и судостроительно-судоремонтным заводом «Вымпел» выполнили отработку технологии 3D-печати и напечатали первую в России модель яхты с помощью аддитивных технологий. Подробнее «Медиапалубе» сообщили в пресс-центре КГНЦ.
Совместные работы науки и производства по отработке перспективной технологии — 3D-печати на примере модели яхты — были начаты в 2022 году.
Общее руководство проектом осуществляли заместитель генерального директора по спецпроектам Крыловского государственного научного центра Дмитрий Новиков, генеральный директор ООО «Тоталзед» Алексе Дубинин и руководитель проектов военных и гражданских заказов завода «Вымпел» Максим Ваничев.
Этапы производства
На первом этапе, определения наиболее применимого пластика с точки зрения прочности конструкции, были использованы компетенции КГНЦ в области прочности и надежности конструкций.
Специалисты отделения прочности провели экспериментальные исследования нескольких десятков различных видов пластиков, которые применяются в 3D-печати, и по их результатам угленаполненный пластик РЕТС — сополимер полиэтилентерефталата с добавлением углеволокна, обладающий достаточной прочностью, низким коэффициентом усадки и высокими адгезионными свойствами был определен наиболее оптимальным для применения.
После выбора материала стал вопрос о создании 3D-принтера, который бы позволял проводить печать натурных корпусов.
Современные массовые модели принтеров существенно ограничены в объеме и могут создавать конструкции габаритами около 1х1 метр, что явно недостаточно для печати натурных корпусов достаточно крупных размеров, — отмечают специалисты КГНЦ. — Поэтому в качестве основы был использован уникальный 5-координатный фрезерный станок с числовым программным управлением, который используется в КГНЦ для обработки моделей судов и имеет рабочий объем размером до 12*3*1,75 метра. На него была установлена печатающая головка шнекового типа собственной разработки ООО «Тоталзед» — ведущего российского производителя оборудования для 3D-печати.
Также на ООО «Тоталзед» была изготовлена специализированная оснастка, позволяющая вести печать как параллельно поверхности, на которой производилась печать, так и под углом 45% к ней, что позволило исключить из модели корпуса лишние поддерживающие структуры и, тем самым увеличить скорость печати и снизить расход материала.
В качестве тестовой модели использована модель яхты класса Ореn-800 проекта Еlf-800, разработанная сотрудниками КГНЦ Андреем Косоротовым и Михаилом Матаруевым. Этот класс спортивных яхт является современным и массовым, характеризуется небольшими размерами (длина 8 метров, ширина 2,55 метров), который позволяет полностью напечатать как модель, так и натурный корпуса на существующим оборудовании.
После выполнения необходимой — научно-экспериментальной проработки модель яхты была доработана и оптимизирована под технологию 3D-печати специалистами ЦКБ «Балтсудопроект» и ООО «Тоталзед».
Технология печати
Процесс печати продолжался менее трех суток безостановочно и непрерывно контролировался специалистами ООО «Тоталзед» и КГНЦ. При использовании более производительной печатающей головы время печати может быть сокращено до одних суток.
Полученным результатом нашей совместной работы мы вполне удовлетворены и сегодня уже видим перспективы усовершенствования этой технологии для ее дальнейшего практического применения, — отмечает заместитель начальника службы управления спецпроектами Крыловского научного центра Андрей Титов.
В частности, аддитивные технологии могут эффективно применяться для массового изготовления малых объектов морской техники, например, беспилотников.
Перспективы использования аддитивных технологий
Сейчас КГНЦ планирует продолжить работы по оптимизации технологии печати и обработки моделей, изготовленных с помощью аддитивных технологий, для обеспечения дальнейшего снижения количества материала и повышения скорости изготовления без снижения прочностных характеристик, а ООО «Тоталзед» — предпринять меры по повышению технологичности печатающей техники.
Технология позволяет изготавливать сложные изделия практически любой формы, осуществлять печать силовых элементов конструкции и фундаментов для оборудования одновременно с изготовлением корпуса, печатать корпус с переменной толщиной и материалом, что ведет к снижению материалоемкости производства.
Изготовленные с помощью технологии 3D-печати изделия также обладают высокими показателями ремонтопригодности и, при необходимости — возможностью доработки. Технология также потенциально позволяет получать заданные характеристики материала, например, с точки зрения заметности по физическим полям и такие проработки в КГНЦ уже ведутся, — добавили в Крыловском центре.
