تقنيات ثلاثية الأبعاد

تقنية خارج هذا العالم: الدور المثير للطباعة ثلاثية الأبعاد في صناعة الطيران

تقنية خارج هذا العالم: الدور المثير للطباعة ثلاثية الأبعاد في صناعة الطيران


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

إذا كنت قد تعلمت أي شيء خلال الأسبوعين الماضيين ، فهو أن الطباعة ثلاثية الأبعاد تعطل كل صناعة تقريبًا في جميع أنحاء العالم. استمرت الطباعة ثلاثية الأبعاد في تغيير طريقة تصميم وإنتاج الملابس. إنه يغير طريقة تصنيع السيارات وتسليمها ، بل إنه شق طريقه إلى بعض مطابخنا. من المحتمل أيضًا أن يكون لديك طابعة FDM موجودة على مكتبك في المنزل.

ومع ذلك ، لا تتوقف المتعة والابتكار عند هذا الحد. في تحليل عام متعمق لاتجاهات سوق الطباعة ثلاثية الأبعاد لعام 2020 ، تكسر 3D Hubs التأثير المتزايد لصناعة المواد المضافة. ينمو التصنيع الإضافي السنوي 24٪ كل عام، مع توقع وصول سوق الطباعة ثلاثية الأبعاد تقريبًا 21 مليار دولار الدولارات على مستوى العالم. كما ورد في التقرير ، يتزايد الطلب على التصنيع الإضافي بسرعات فائقة مدفوعة بموجة جديدة واسعة من ريادة الأعمال ، ومواد وتقنيات وتقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد الأكثر فعالية.

كما يمكنك أن تقول ، نحن متحمسون لرؤية العديد من الشركات المختلفة في جميع أنحاء الصناعة تتبنى التصنيع الإضافي. ومع ذلك ، من المرجح أن تستفيد إحدى الصناعات من التصنيع ثلاثي الأبعاد ، مما يساعد البشر على السفر من بلد إلى آخر وإلى القمر وما وراء ذلك. ربما كنت تفكر في ذلك ، صناعة الطيران.

أخذ الطباعة ثلاثية الأبعاد إلى أبعد الحدود

استفادت صناعة الطيران من الطباعة ثلاثية الأبعاد في وقت مبكر من عام 1989 ، مع اعتماد التكنولوجيا الناشئة التي اكتسبت زخمًا على مدار العقدين المقبلين. قد لا تكون الطباعة ثلاثية الأبعاد في صناعة الطيران مبهرجة أو يتم الحديث عنها مثل الأحذية أو تصنيع السيارات ، ومع ذلك فإن التغييرات التي أحدثتها التكنولوجيا الناشئة يمكن أن تساعد في نهاية المطاف جنسنا على استعمار كواكب جديدة. ولكننا قبل الحصول على أنفسنا.

مثل العديد من الصناعات الأخرى ، تعد الطباعة ثلاثية الأبعاد جذابة لأنها تتيح للشركات وضع نماذج أولية للأفكار بسرعة ، أو إنشاء أجزاء تعمل بكامل طاقتها بجزء بسيط من التكلفة وفي وقت أقل بكثير من طرق التصنيع القياسية. سيسمح التخصيص المفرط للمهندسين بطباعة الأجزاء عند الطلب لتناسب أي تحدٍ محتمل في التصميم أو مهمة إصلاح. باختصار ، فإن فرصة إنتاج أجزاء باهظة الثمن أخف وزنا وأكثر موثوقية وأسرع من أي وقت مضى هي فرصة جيدة للغاية للتخلي عن صناعة الطيران.

يساهم فى 16% من إجمالي عائدات الطباعة ثلاثية الأبعاد في عام 2015 ، يتم استخدام التصنيع الإضافي للمساعدة في إنتاج الطائرات التجارية ، وإنشاء مركبات فضائية جديدة ، وحتى إنتاج الأقمار الصناعية. سنستكشف اليوم بعضًا من أكثر الطرق إثارة التي استخدمها التصنيع الإضافي للتأثير على صناعة الطيران.

يمكننا الحصول على صواريخ مطبوعة ثلاثية الأبعاد تنقل البشر إلى المريخ.

إذا كنت تمتلك طابعة FDM ثلاثية الأبعاد ، فمن المحتمل أنك قضيت ساعات لا حصر لها في طباعة كائنات مختلفة ثلاثية الأبعاد ، وربما حتى صواريخ قليلة في الفناء الخلفي؟ تستخدم طابعة FDM القياسية الخاصة بك مادة لدائن حرارية يتم صهرها عند ملامسة فوهة الطابعة ، لتبريد على الفور عند الاصطدام بسطح الطباعة المحدد. ومع ذلك ، ما قد لا تعرفه هو أنه يمكنك طباعة مواد مختلفة ، بما في ذلك المعدن. التصنيع الإضافي للمعادن هو تقنية نضجت بشكل هائل على مر السنين. يعد إنتاج المكونات والتركيبات المعدنية باهظة الثمن أمرًا جذابًا للغاية لبرامج الفضاء في وكالة ناسا والمنظمات الخاصة مثل SpaceX أو Virgin Orbit.

في الواقع ، بدأت ناسا وفيرجن أوربت بالفعل في اختبار غرفة احتراق صاروخ مطبوعة ثلاثية الأبعاد. بالنسبة للمبتدئين ، تستخدم شركة Virgin Orbit مواردها لإطلاق صواريخ من الجو والتي عادةً ما تحمل أقمارًا صناعية صغيرة إلى الفضاء. في الآونة الأخيرة ، استعانت Virgin Orbit بخبراء ناسا بهدف إنشاء غرفة احتراق مطبوعة ثلاثية الأبعاد ، "تجمع بين مواد متعددة وتستفيد من عمليات التصنيع المتطورة". والأكثر من ذلك ، إذا كنت لا تعرف ، فإن غرفة الاحتراق تعتبر قلب محرك الصاروخ. يتم خلط الوقود ومصدر للأكسجين يسمى مؤكسد وينفجران داخل الحجرة.

باستخدام سبيكة نحاسية مضافة ، تُعرف باسم GRCop-84 ، تم إنشاؤها بواسطة Marshall and Glenn في عام 2014 ، بالإضافة إلى آلة الجمع / الطرح الهجينة من Virgin Orbit لتطبيق سترة ثانية من سبيكة معدنية ثنائية المعدن ، تمكن الفريق التعاوني من اختبار الاحتراق بنجاح غرفة. للقيام بذلك ، استخدموا وقود سائل عالي الضغط يعمل بالأكسجين / الكيروسين. كان رائعا. تسليم غرفة الاحتراق أكثر من 2000 جنيه من الدفع بنجاح في ما يقرب من عشرين ، 60 ثانية إطلاق الاختبار.

أعرب بول جرادل ، كبير المهندسين في ناسا ، عن سعادته بالمشروع قائلاً: "تقليديًا ، يستغرق الأمر عدة أشهر لتصنيع واختبار وتسليم غرفة الاحتراق التقليدية. يمكننا تقليل هذا الوقت بشكل كبير."

"التصنيع الإضافي مهيأ لزيادة العمليات التقليدية وتعزيزها. فهو يوفر فرصًا جديدة للتصميم والأداء وينتج قطعة متينة للغاية من الأجهزة - ومن خلال هذه الشراكة ، فإننا نطور هذه القدرة إلى أبعد من ذلك."

في المستقبل غير البعيد ، يمكن أن تأخذنا المحركات التي يتم إنتاجها عبر عملية التصنيع الإضافي إلى المريخ وأكثر.

بدأت الطائرات التجارية في استخدام الأجزاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد.

لا تقلق. لا أحد يقوم بالطباعة ثلاثية الأبعاد لأجزاء FDM منخفضة الجودة ويضعها على متن طائرة لتوفير المال. ومع ذلك ، فإن الأجزاء الصناعية عالية الجودة المصنعة ثلاثية الأبعاد قد شقت طريقها بالفعل إلى عدد قليل من الطائرات التجارية ، ولسبب وجيه. وفقًا لـ EOS ، يمكن استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد لتقليل وزن بعض الطائرات بقدر 40-60%، وهذه فقط مجرد البداية. في الواقع ، يمكن لمكون واحد تم تصميمه وتصنيعه باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد تقليل سحب الهواء 2.1%، والذي بدوره يقلل من تكاليف الوقود بنسبة 5.41%. لقد لاحظت شركة إيرباص ، حيث قامت بتجهيز طائرات A350 XWB بأكثر من 1,000+ أجزاء مطبوعة ثلاثية الأبعاد.

أكثر من ذلك ، تمامًا كما هو الحال في مجالات أخرى من صناعة الطيران ، يسمح التصنيع الإضافي لشركات مثل Boeing و Airbus بتسريع الإنتاج. يتمثل أحد أكبر التحديات في هذه الصناعة في تلبية جميع الطلبات اللازمة للطائرات التجارية ، مع وجود كلتا الشركتين 5,000-8,000 الطائرات المتراكمة سنويا. مع توقع زيادة الطلب فقط خلال السنوات القادمة ، قد يثبت التصنيع الإضافي أنه هبة من السماء. تشير التقديرات إلى أن شركة بوينج قد استخدمت حتى الآن 60.000 قطعة لطائراتها.

طائرات بدون طيار وأقمار صناعية مطبوعة ثلاثية الأبعاد

يمكن أن تكون الأقمار الصناعية مكلفة. ومع ذلك ، وكما خمنت على الأرجح ، فإن التصنيع الإضافي موجود هنا لإصلاح ذلك. استخدم المهندسون في قسم الدفاع والفضاء في إيرباص الطباعة ثلاثية الأبعاد لإنشاء إطار من التيتانيوم قادر على تحمل نطاقات درجات الحرارة -170 إلى 100 درجة درجة مئوية. بفضل قوة التصنيع الإضافي ، تمكن الفريق من تقليل تكاليف الإنتاج بقدر 20%، مما يؤدي إلى إنشاء منتج أخف وزنا ومحسّنًا هندسيًا مقارنة بالتكرارات السابقة للقمر الصناعي.

يقوم أصدقاؤنا في شركة Stratodyne LLC الناشئة بإحداث موجات في صناعة الطيران. يستخدم فريق الغرب الأوسط أساليب النماذج الأولية السريعة مع خيوطهم لإنشاء أقمار صناعية مخصصة في الستراتوسفير يمكن نشرها في أقل من بضع ساعات على مقربة من الموقع المستهدف. يمكن أن توفر الأقمار الصناعية كل شيء من مراقبة الأصول إلى القياسات العلمية. يمكن استخدام هذه البدائل الرخيصة والمستدامة للأقمار الصناعية في الاتصالات أو الاستشعار عن بعد أو جمع البيانات الجغرافية المكانية.

كما وصفه فريق Statodyne LLC ، "على عكس الأقمار الصناعية التقليدية التي تتطلب شهورًا من الاختبار ، وملايين الدولارات ، وأسابيع للوصول إلى مدار حول الموقع المطلوب ، يمكن نشر StratoSats الخاصة بنا في أقل من يوم مقابل مبلغ ضئيل فقط من التكلفة ".

"تصبح الأقمار الصناعية التقليدية خردة فضائية خطرة بعد استخدام عمرها الافتراضي أو تتسبب في إطلاق مئات الأطنان من غازات الدفيئة أثناء إطلاقها ، ولكن يمكن إعادة أقمار StratoSats الخاصة بنا إلى الأرض وإعادة إطلاقها لمهام جديدة ، مما لا يترك بصمة بيئية تقريبًا على كوكبنا أو ما وراءه ".

أخيرًا ، تقوم شركة Stratodyne LLC حاليًا بتطوير طائرات بدون طيار قريبة من الفضاء قادرة على رحلات طويلة الأمد كبديل رخيص للأقمار الصناعية.

ستجعل الطباعة ثلاثية الأبعاد الرحلات إلى الفضاء السحيق أسهل بكثير.

يعد التخطيط لما يجب عليك إحضاره في إجازتك القادمة لمدة أسبوع أمرًا مرهقًا. تخيل محاولة التخطيط للوجستيات لرحلة في منطقة مجهولة ، حيث تستغرق الرحلة نفسها 6-8 شهور. هذا هو الواقع الحالي لتلك المنظمات التي تحاول إيصالنا إلى المريخ. دعونا نضع بعض الأشياء في نصابها. وبحسب وكالة ناسا ، لتسهيل حياة رواد الفضاء الذين يعيشون على محطة الفضاء الدولية ، فهي فقط على وشك 400 كيلومتر فوق الأرض ، يجب توفير محطة الفضاء الدولية سنويًا 3175 كيلو من قطع الغيار ، 13154 كيلو من قطع غيار أجهزة الرحلات الفضائية ، وأخرى 17,690 كيلوغرامات من قطع الغيار جاهزة للانطلاق في أي لحظة.

يجعل قرب محطة الفضاء الدولية من كوكبنا كل هذا ممكنًا. ومع ذلك ، هذا ليس عمليًا أو حتى واقعيًا في الرحلات إلى القمر والمريخ. أيضًا ، إذا تمكنت من تعبئة مركبة فضائية كبيرة بإمدادات كافية ، فسيكون ذلك مكلفًا للغاية وبعيدًا عن الكفاءة. ومع ذلك ، هذا هو المكان الذي يمكن أن تنقذه الطباعة ثلاثية الأبعاد.

يبحث التصنيع في الفضاء التابع لناسا ، أو ISM ، في مركز ناسا مارشال لرحلات الفضاء ، حاليًا عن طرق يمكن لتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد أن تخفف فيها من عبء المهمة في الفضاء. طور شركاء ISM مثل Made in Space تقنيات ثلاثية الأبعاد لتصنيع الخيوط المنصهرة. تتضمن هذه العملية تغذية خيط بلاستيكي مستمر من خلال جهاز بثق مسخن وطبقة طبقة تلو الأخرى لإنشاء جسم ثلاثي الأبعاد. حاليًا ، هناك بحث يستكشف أكثر الطرق فعالية للطباعة ثلاثية الأبعاد في الفضاء ، مما يسمح لرواد الفضاء بطباعة أدوات يومية بسيطة.

في أحد الأمثلة ، تمكن باحثون من الأرض من إرسال تصميم ثلاثي الأبعاد لمفتاح ربط إلى رواد الفضاء في محطة الفضاء الدولية. تستكشف مجالات أخرى من ISM حاليًا إمكانيات طباعة مواد أكثر متانة في الفضاء. الهدف النهائي؟ تخيل أن تكون قادرًا على طباعة جزء عملي مطبوع ثلاثي الأبعاد بشكل كامل دون عناء الاعتماد على الأشخاص مرة أخرى على الأرض لإنشاء الجزء وإرساله إليك أثناء انتظارك على بعد مئات الآلاف من الأميال.

"في نهاية المطاف ، تعتبر ISM أمرًا بالغ الأهمية لمهام الاستكشاف المستقبلية ، ويمهد اختبار أنظمة التصنيع هذه على المحطة الفضائية الطريق للسماح لهذه المهام بأن تكون أكثر استقلالية عن الأرض. مع العديد من الشركاء التجاريين للمشروع ، فإنها تمثل أيضًا جانبًا مهمًا من انخفاض وكالة ناسا - مبادرات تسويق مدار الأرض. ناهيك عن أنها تحرر كل تلك المساحة المستخدمة سابقًا لتخزين قطع الغيار "، كما تقول ناسا

أخيرًا ، كما ذكرنا في مقالتنا السابقة ، يبحث الباحثون حاليًا عن طرق لثلاث مطبوعات في الفضاء. يعتبر طعام الفضاء دائمًا أكثر الأشياء اللذيذة التي نأكلها. وفقًا للمعدل الحالي للابتكار في صناعة الطباعة ثلاثية الأبعاد ، قد يتمكن رواد الفضاء قريبًا من طباعة ليس فقط مجموعة متنوعة من الأطعمة ولكن الأطباق المصممة خصيصًا لتلبية الاحتياجات البيولوجية الحالية للفرد.

الى المستقبل

التصنيع الإضافي في صناعة الطيران أمر مثير. إنه يغير جميع جوانب الصناعة من الطريقة التي يتم بها وضع النماذج الأولية للمكونات الأساسية إلى الإنتاج الكلي للأجزاء التي تعمل بكامل طاقتها. يساعد التصنيع الإضافي أيضًا في جعل الإنتاج أسرع وموثوقًا به مع خفض تكاليف الإنتاج.

إن العاملين في وكالات الفضاء في جميع أنحاء العالم متحمسون لجميع الطرق المحتملة التي يمكن من خلالها تطبيق تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد على مستقبل السفر إلى الفضاء. في المستقبل غير البعيد ، يمكن للطباعة ثلاثية الأبعاد أن تلعب دورًا حيويًا في إنشاء مستعمرات طويلة المدى على المريخ. من خلال الجمع بين الذكاء الاصطناعي والروبوتات ، يمكن أن يلعب التصنيع الإضافي دورًا حاسمًا في إنشاء حضارات طويلة المدى.


شاهد الفيديو: أول منزل من طابقين بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد (يوليو 2022).


تعليقات:

  1. Kazrashura

    لقد وصلت إلى المكان. أعتقد أن هذه فكرة رائعة.

  2. Faetaxe

    أود أن أشجعك على البحث عن موقع حيث العديد من المقالات حول هذا الموضوع تهتم به.

  3. Fenrihn

    يمكنني استشارةك حول هذا السؤال وتم تسجيلها خصيصًا للمشاركة في المناقشة.

  4. Saebeorht

    يا لها من الكلمات الصحيحة ... سوبر ، عبارة رائعة

  5. Sasar

    نعم حقا. كل ما ذكر أعلاه قال الحقيقة. يمكننا التواصل حول هذا الموضوع.

  6. Amoux

    ما الكلمات ... عظمى ، فكر عظيم

  7. Beamer

    أهنئ ، التفكير الجيد جدا



اكتب رسالة