Ford и Sharrow Engineering ускорили производство гребных винтов почти в 10 раз
Американская компания Sharrow Engineering, известная своими тороидальными гребными винтами Sharrow Propeller, совместно с Ford внедрила новую технологическую цепочку на основе аддитивного производства. Вместо традиционного точного литья по выплавляемым моделям теперь используются 3D-печатные песчаные формы для литья металла.
Главная проблема заключалась в сложной геометрии винтов. Классический процесс изготовления занимал до 130 дней и становился узким местом при росте спроса. В течение девяти месяцев инженеры Ford адаптировали конструкцию винтов под литье в песчаные формы, которые производятся аддитивным способом.
Суть технологии: песчаные формы создаются напрямую по цифровой модели методом струйной 3D-печати с нанесением связующего (Binder Jetting), без длительного изготовления оснастки. Это позволяет быстро получать сложные литейные формы и значительно сокращать производственный цикл.
Как результат, сроки производства сократились примерно до двух недель при сохранении высокой точности отливок. Ford также помогла интегрировать процесс в работу региональных литейных предприятий, объединив собственный опыт в 3D-печати с металлургической экспертизой партнеров-литейщиков.
Проект стал показательным примером того, как аддитивные технологии переходят от прототипирования к масштабированию серийного производства сложных металлических изделий.
Первый эталон порошка для аддитивного производства изготовили в Удмуртии
В атомной отрасли России внедрен новый формат обеспечения единства измерений для материалов, используемых в 3D-печати – аттестованный образец металлического порошка, который будет служить эталоном для контроля точности измерений. Ранее разные лаборатории, проводившие испытания металлопорошковых композиций: контроль размера частиц, плотности, сыпучести – могли получать несопоставимые результаты. Как следствие, возникали сложности с приемкой сырья, возрастал риск получения бракованных деталей и затягивались процессы сертификации.
Чтобы исключить эту неопределенность, специалисты Топливного дивизиона «Росатома» совместно с коллегами из госкорпорации «Ростех» разработали и аттестовали специальный эталонный образец. Это металлопорошковая композиция из титанового сплава ПТ-3В – ее свойства были измерены с высокой точностью в Бочваровском институте, который входит в Топливный дивизион, но выполняет функцию главного научного метрологического центра всего «Росатома».
Всего в работе было задействовано четыре предприятия дивизиона, в том числе Чепецкий механический завод. На его площадке изготовили первый эталонный образец для проверки качества материала для 3D-печати.
Новый стандарт будет использоваться в лабораториях для калибровки и настройки оборудования, а также для проверки точности измерений свойств металлопорошков. По сути, это новая «мерная линейка», которая позволит всем участникам процесса говорить на общем языке.
Предприятия отрасли теперь имеют доступ к единым эталонным значениям характеристик порошков, например, текучесть, насыпная плотность, включая допустимые погрешности. По сути, это единая метрологическая база, обеспечивающая сопоставимость результатов измерений между различными лабораториями. Повышение сопоставимости данных между разными площадками и независимыми лабораториями минимизирует риск брака и расхождений при приемке продукции.
Живая роговица глаза успешно напечатана на 3D-принтере
С возрастом роговица глаза может мутнеть, что приводит к ухудшению зрения и даже его потере, – эта проблема затрагивает миллионы людей по всему миру. Метод лечения зависит от степени повреждения, однако в наиболее тяжелых случаях требуется трансплантация роговицы.
Традиционно донорский материал получают от умерших людей через специальные «банки глаз». Такой подход имеет очевидные ограничения, а создание искусственных роговиц долгое время оставалось серьезной проблемой.
Главная сложность заключается в том, что роговица должна быть абсолютно прозрачной, чтобы свет мог беспрепятственно проходить через нее. Искусственным аналогам ранее не удавалось достичь такой прозрачности.
Согласно новому исследованию, ученым удалось преодолеть этот барьер. В качестве основы ученые использовали донорскую роговицу, из которой были удалены клетки, оставив только структурный каркас ткани. Затем в него внедрили стволовые клетки, способные формировать новые типы клеток. В результате структура начала «выращивать» новые клетки роговицы.
Интересно, что ученым удалось с помощью усилия сдвига при экструзии выстроить коллагеновые волокна таким образом, чтобы они точно повторяли структуру настоящей человеческой роговицы. Именно это обеспечивает прозрачность и правильное прохождение света.
Результаты показали жизнеспособность клеток на уровне 90 %, что свидетельствует о хороших перспективах выживаемости напечатанной роговицы. Также исследователи наблюдали восстановление нервных тканей, что является дополнительным важным преимуществом.
Пока речь идет лишь о научном исследовании, и технология еще не может применяться на пациентах. Тем не менее результаты выглядят настолько многообещающими, что, вероятно, в ближайшие годы разработка найдет применение в медицине.
Японские ученые создали фотополимерную смолу, выдерживающую 10 циклов печати
Ученые из Йокогамского национального университета разработали перерабатываемую фотополимерную смолу для высокоточной 3D-печати, которую можно многократно расплавлять и использовать повторно практически без потери свойств. Исследование опубликовано в журнале ACS Omega.
Разработка предназначена для SLA-технологии, подразумевающей отверждение жидкой смолы ультрафиолетовым светом. Обычно такие материалы после печати становятся необратимо твердыми и не подлежат переработке. Новый состав способен возвращаться в исходное состояние при нагреве, что позволяет печатать им повторно.
Ключевым элементом стала молекула антрацена, обладающая обратимой фотохимической реакцией. Под воздействием света материал формирует сшитую структуру, а при нагреве связи разрушаются, и смола снова становится пригодной для печати.
Важное отличие разработки – отсутствие фотоинициаторов, которые обычно используются в УФ-отверждаемых смолах. Это упрощает состав материала и снижает загрязнение при переработке.
Исследователи протестировали смолу в системах микростереолитографии и двухфотонной литографии, предназначенных для создания микроразмерных структур. Материал успешно выдержал 10 циклов печати и переработки с минимальной деградацией свойств.
По мнению авторов проекта, технология может стать шагом к созданию более экологичных материалов для аддитивного производства и снизить объем отходов фотополимерной 3D-печати.
Московский Политех разрабатывает экологичные материалы для строительной 3D-печати
В Московском Политехе ведут разработку экологичных композиционных материалов для строительной 3D-печати с повышенной долговечностью в различных климатических условиях. Проект реализуется при поддержке гранта конкурса имени П.Л. Капицы Московского Политеха в рамках федеральной программы «Приоритет 2030».
Технология строительной 3D-печати позволяет «выращивать» дом послойно из бетонной смеси по цифровой модели – без опалубки и с минимальным участием рабочих на площадке. Специфика развития этой технологии в России в том, что печатать конструкции приходится в абсолютно разных климатических условиях – от арктических морозов на Севере до засушливой жары в южных регионах. Для одних объектов будет критически важна повышенная морозостойкость и сопротивление солевым реагентам, для других – стойкость к перегреву в процессе укладки.
В проекте Московского Политеха материалы изначально «заточены» под разные климатические зоны России: планируется адаптация составов за счет использования альтернативных вяжущих – глиноземистых цементов, геополимеров, магнезиальных и комбинированных вяжущих.
Исследование ведет кандидат технических наук Иван Корчунов, специалист в области химической технологии композиционных и вяжущих материалов. Ключевая задача проекта – создание материалов с пониженным содержанием цемента, достигаемого за счет использования добавок техногенного происхождения, пригодных для аддитивного строительного производства, при условии обеспечения требуемых строительно-технических и физико-механических характеристик проектируемых изделий.