Новый рекорд 3D-печати: самый большой твёрдый предмет

29 августа 2016 года в Книгу рекордов Гиннесса внесена запись о новом рекорде на самый большой в мире твёрдый предмет, когда-либо напечатанный на 3D-принтере. Этим предметом стала оснастка для станка вырезания и сверления деталей будущего самолёта Boeing 777X. Оснастка разработана в Национальной лаборатории Оук-Ридж и авиакомпании «Боинг».

Оснастку для вырезания и сверления деталей напечатали всего за 30 часов из композитного материала, смеси углеродного волокна и АБС-термопластика. Длина оснастки составляет 5,3 метра, ширина — 1,7 метра, высота — 0,5 метра. Её вес составляет примерно 748 кг. По длине эта деталь примерно равняется большому внедорожнику, хотя по ширине и весу, конечно, уступает.

Фото: Национальная лаборатория Оук-Ридж

«Более дорогие металлические оснастки, которые мы сейчас используем, делает поставщик. Он примерно три месяца делает оснастку, используя обычный технологический процесс, — сказал Лео Кристодулу (Leo Christodoulou), директор по конструкциям и материалам в компании «Боинг». — Аддитивная технология [т.е. 3D-печать — прим. пер.] производства инструментария, такого как оснастка для изготовления деталей крыла 777X, экономит энергию, время, силы и снижает издержки. Поэтому аддитивные технологии являются частью нашей общей стратегии по более интенсивному использованию 3D-печати в ключевых производственных областях.

Для изготовления оснастки в демонстрационном павильоне Национальной лаборатории Оук-Ридж использовалась большая машина для 3D-печати под названием BAAM (Big Area Additive Manufacturing) производства американской компании Cincinnati Incorporated.

Машина для 3D-печати BAAM. Фото: Cincinnati Incorporated

Машина для 3D-печати BAAM. Фото: Cincinnati Incorporated

Машина для 3D-печати BAAM. Фото: Cincinnati Incorporated

Новейшие системы трёхмерной печати, такие как Stratsys Infinite-Build 3D позволяют печатать из термопластика изделия практически без ограничений по длине. Детали печатаются цельным куском. Их не нужно соединять из отдельных частей, как в обычных системах 3D-печати с ограничением по рабочей зоне.

30-часовой процесс печати сжат в 30-секундый видеоролик, опубликованный вчера компанией «Боинг».

Новую оснастку испытают при строительстве самолёта Boeing 777X. Это новое семейство больших пассажирских самолётов, которое пока находится в разработке. Через несколько лет они должны составить конкуренцию Airbus A350-1000 — тот в сентябре 2016 года сделает свой первый испытательный полёт.

Пассажирский самолёт Boeing 777X. Рендер, кадр из видео: компания «Боинг»

Примерно к 2020 году планируется запустить в коммерческую эксплуатацию два варианта Boeing 777X: 777-8 и 777-9. Обсуждается также модель 777-10 на 450 пассажиров для конкуренции с Airbus A380-800.

Производство 777X начинается в 2017 году.

Для этих самолётов корпорация General Electric сейчас разрабатывает новую модификацию турбовентиляторных двигателей GE9X с тягой 470 кН и диаметром вентилятора 339 см. Это самый большой вентилятор среди всех турбовентиляторных двигателей производства General Electric.

Турбовентиляторный двигатель GE9X для самолёта Boeing 777X. Рендер: компания «Боинг»

Турбовентиляторный двигатель отличается от обычного турбореактивного двухконтурного двигателя более высоким КПД, потому что энергия реактивной струи не теряется на выходе из двигателя, а преобразуется во вращение вентилятора, который создаёт дополнительную тягу (до 70-80% всей тяги двигателя).

Измерив изготовленную деталь, судья из Книги рекордов Гиннесса Майкл Эмприк (Michael Empric) убедился, что её объём превышает 0,3 кубометра, — и объявил об установлении нового рекорда. Конечно, этому рекорду ещё далеко до самой большой в мире конструкции, напечатанной на 3D-принтере объёмом 1504 м³ (конструкция «Город будущего» в Китае собрана из 5370 напечатанных PLA-кирпичей).

«Признание Книги рекордов Гиннесса привлекает внимание к нашим достижениям в исследовании производства крупных деталей из композитных материалов, — сказал Властимил Кунц (Vlastimil Kunc), руководитель группы разработчиков полимерных материалов в Национальной лаборатории Оук-Ридж, — С помощью 3D-печати мы можем проектировать и изготавливать оснастку, используя меньшее количество материала без потери её функциональности».

Кстати, в Министерстве энергетики США создано специальное Бюро для изучения возможностей 3D-печати и других продвинутых технологий производства (Advanced Manufacturing Office).

Судья из Книги рекордов Гиннесса Майкл Эмприк (Michael Empric) вручил дипломы о внесении рекорда на самую большую твёрдую деталь, изготовленную на 3D-принтере, директору Национальной лаборатории Оук-Ридж Тому Мэйсону (Thom Mason), директору по конструкциям и материалам в компании «Боинг» Лео Кристодулу (Leo Christodoulou), а также инженерам Властимилу Кунцу (Vlastimil Kunc) и Майку Мэтлэку (Mike Matlack) из компании Boeing. Фото: Национальная лаборатория Оук-Ридж

Компания «Боинг» планирует использовать напечатанную оснастку на новом заводе в Сент-Луисе в производстве элементов, которые укрепляют композитную обшивку крыла самолёта Boeing 777X.