Новый еженедельный дайджест мира АТ от F2 innovations за прошедшую неделю.
Развлечения
Французская армия показала 3D печать при строительстве фортификаций
Армии мира уделяют особое внимание 3D печати в первую очередь из-за логистических возможностей, которые эта технология предоставляет для поддержания в рабочем состоянии техники и оборудования. Например, с её помощью можно изготавливать в полевых условиях необходимые запчасти или малогабаритные изделия, в частности, дроны.
Однако Франция нашла и другое применение этой технологии. Командование сухопутных войск заключило партнёрское соглашение с компанией Constructions-3D для проведения тактической оценки 3D печати при строительстве бетонных сооружений. В ходе испытаний применялся 3D принтер типа MaxiPrinter.
Эта машина массой 2,7 тонны развёртывается менее чем за 15 минут. Благодаря складывающемуся мобильному шасси она может без затруднений перемещаться по строительной площадке и быстро начинать работы на новом участке.
В качестве материала используется бетон Termix 3D. Во время проведения инженерного фестиваля 22 июня компания с помощью этой техники и при поддержке 19-го инженерного полка построила ДОТ времён Второй мировой войны, прочие фортификации и сооружения – всего 15 объектов. Соответствующее видео показано в сети.
Тем не менее, их ещё предстоит проверить на прочность. Кроме того, этим летом будут проведены баллистические испытания, чтобы протестировать их устойчивость к воздействию малых калибров.
Подробнее: https://additiv-tech.ru/news/francuzskaya-armiya-pokazala-3d-pechat-pri-stroitelstve-fortifikaciy.html
Однако Франция нашла и другое применение этой технологии. Командование сухопутных войск заключило партнёрское соглашение с компанией Constructions-3D для проведения тактической оценки 3D печати при строительстве бетонных сооружений. В ходе испытаний применялся 3D принтер типа MaxiPrinter.
Эта машина массой 2,7 тонны развёртывается менее чем за 15 минут. Благодаря складывающемуся мобильному шасси она может без затруднений перемещаться по строительной площадке и быстро начинать работы на новом участке.
В качестве материала используется бетон Termix 3D. Во время проведения инженерного фестиваля 22 июня компания с помощью этой техники и при поддержке 19-го инженерного полка построила ДОТ времён Второй мировой войны, прочие фортификации и сооружения – всего 15 объектов. Соответствующее видео показано в сети.
Тем не менее, их ещё предстоит проверить на прочность. Кроме того, этим летом будут проведены баллистические испытания, чтобы протестировать их устойчивость к воздействию малых калибров.
Подробнее: https://additiv-tech.ru/news/francuzskaya-armiya-pokazala-3d-pechat-pri-stroitelstve-fortifikaciy.html
В Китае испытали 3D печатный реактивный микродвигатель
Миниатюрная силовая установка сконструирована компанией Aero Engine Corporation of China. Испытания двигателя тягой сто шестьдесят килограмм, спроектированного с применением методов топологической оптимизации и изготовленного с помощью аддитивных технологий, прошли на полигоне во Внутренней Монголии.
В ходе испытательного полета достигнута высота в четыре тысячи метров, продемонстрирована стабильная работа силовой установки. Перед первым полетом команда провела комплексные стендовые испытания на соответствие заданным техническим характеристикам и для оценки ресурса прототипа, сообщает государственное издание «Синьхуа».
Разработчики пояснили, что применение топологической оптимизации с дальнейшим производством методом 3D печати позволило значительно снизить массу изделия и улучшить ряд других показателей эффективности. Проект послужит основой для дальнейших изысканий в области малогабаритных авиационных двигателей малой тяги.
Подробнее: https://3dtoday.ru/blogs/news3dtoday/v-kitae-ispytali-3d-pecatnyi-reaktivnyi-mikrodvigatel
В ходе испытательного полета достигнута высота в четыре тысячи метров, продемонстрирована стабильная работа силовой установки. Перед первым полетом команда провела комплексные стендовые испытания на соответствие заданным техническим характеристикам и для оценки ресурса прототипа, сообщает государственное издание «Синьхуа».
Разработчики пояснили, что применение топологической оптимизации с дальнейшим производством методом 3D печати позволило значительно снизить массу изделия и улучшить ряд других показателей эффективности. Проект послужит основой для дальнейших изысканий в области малогабаритных авиационных двигателей малой тяги.
Подробнее: https://3dtoday.ru/blogs/news3dtoday/v-kitae-ispytali-3d-pecatnyi-reaktivnyi-mikrodvigatel
Медицина
Томские ученые улучшили биомедицинские титановые сплавы с помощью аддитивных технологий
Ученые Томского политехнического университета совместно с российскими и зарубежными коллегами разработали технологию, улучшающую биомеханические характеристики титановых сплавов, изготавливаемых методом электронно-лучевой 3D печати. В перспективе полученные материалы можно использовать в производстве персональных костных имплантатов с улучшенной совместимостью и более длительными сроками службы, сообщает пресс-служба ТПУ.
В современной медицине особое внимание уделяется разработке инновационных материалов с оптимальными биосовместимыми характеристиками. В качестве перспективных кандидатов для производства различного рода медицинских имплантатов рассматриваются бета-титановые сплавы с добавлением ниобия, циркония, молибдена, тантала или олова. Такие сплавы имеют преимущественно стабильную кристаллическую решетку бета-фазы, обладают низкой токсичностью, высокой прочностью, хорошо формуются и надежно сплавляются, однако их модуль упругости хоть и ниже, чем у коммерчески чистого титана, все еще остается значительно выше, чем у натуральной кости.
«Различие в механических характеристиках создает сложности при интеграции таких титановых сплавов в медицинскую практику. Например, имплантат из такого материала может принимать на себя основную нагрузку, в то время как окружающая его костная ткань начнет деградировать. Поэтому появляется необходимость в приближении упругости искусственного материала к упругости костной ткани», — рассказала соавтор исследования, руководительница научной группы «Аддитивные технологии получения и исследования перспективных материалов» ТПУ Ирина Грубова.
В ходе исследования ученые методом электронно-лучевой 3D печати в различных режимах изготовили образцы сплава из порошка титана с содержанием массовой доли ниобия 56%. Выбор режимов сделан на основе ранее полученных данных окна параметров для близкого по составу сплава титана с содержанием массовой доли ниобия в 42%.
«Для получения исходного материала мы сначала сплавили титан и ниобий, а затем получили из него порошок для дальнейших исследований. Это решило проблему неоднородности, которая возникала ранее при использовании элементарных порошков из-за различных температур плавления титана и ниобия», — пояснила Ирина Грубова.
В процессе получения материала применены три набора технологических параметров. Основное отличие между образцами заключалось в интенсивности тока пучка при 3D печати, что позволило детально изучить влияние этого фактора на микроструктуру и свойства полученного сплава.
Исследования показали, что более низкая энергия усиливала стабилизацию кристаллической решетки. Механические испытания на сжатие определили, что использование тока 4 мА позволяет достигать наивысшего предела текучести, благоприятного расположения атомов внутри сплава, сниженного модуля упругости и повышенной износостойкости.
«Полученные результаты свидетельствуют о том, что изменяя только параметры печати, можно управлять внутренней структурой и свойствами сплава. При этом химический состав материала остается неизменным. Это важный шаг в направлении создания индивидуализированных имплантатов с заданными характеристиками», — считает Ирина Грубова.
В настоящее время ученые продолжают работу над оптимизацией параметров и стратегий 3D печати для изучаемых составов сплавов. Это позволит получить материалы для более широкого клинического применения.
Подробнее: https://3dtoday.ru/blogs/news3dtoday/tomskie-ucenye-ulucsili-biomedicinskie-titanovye-splavy-s-pomoshhyu-additivnyx-texnologii
В современной медицине особое внимание уделяется разработке инновационных материалов с оптимальными биосовместимыми характеристиками. В качестве перспективных кандидатов для производства различного рода медицинских имплантатов рассматриваются бета-титановые сплавы с добавлением ниобия, циркония, молибдена, тантала или олова. Такие сплавы имеют преимущественно стабильную кристаллическую решетку бета-фазы, обладают низкой токсичностью, высокой прочностью, хорошо формуются и надежно сплавляются, однако их модуль упругости хоть и ниже, чем у коммерчески чистого титана, все еще остается значительно выше, чем у натуральной кости.
«Различие в механических характеристиках создает сложности при интеграции таких титановых сплавов в медицинскую практику. Например, имплантат из такого материала может принимать на себя основную нагрузку, в то время как окружающая его костная ткань начнет деградировать. Поэтому появляется необходимость в приближении упругости искусственного материала к упругости костной ткани», — рассказала соавтор исследования, руководительница научной группы «Аддитивные технологии получения и исследования перспективных материалов» ТПУ Ирина Грубова.
В ходе исследования ученые методом электронно-лучевой 3D печати в различных режимах изготовили образцы сплава из порошка титана с содержанием массовой доли ниобия 56%. Выбор режимов сделан на основе ранее полученных данных окна параметров для близкого по составу сплава титана с содержанием массовой доли ниобия в 42%.
«Для получения исходного материала мы сначала сплавили титан и ниобий, а затем получили из него порошок для дальнейших исследований. Это решило проблему неоднородности, которая возникала ранее при использовании элементарных порошков из-за различных температур плавления титана и ниобия», — пояснила Ирина Грубова.
В процессе получения материала применены три набора технологических параметров. Основное отличие между образцами заключалось в интенсивности тока пучка при 3D печати, что позволило детально изучить влияние этого фактора на микроструктуру и свойства полученного сплава.
Исследования показали, что более низкая энергия усиливала стабилизацию кристаллической решетки. Механические испытания на сжатие определили, что использование тока 4 мА позволяет достигать наивысшего предела текучести, благоприятного расположения атомов внутри сплава, сниженного модуля упругости и повышенной износостойкости.
«Полученные результаты свидетельствуют о том, что изменяя только параметры печати, можно управлять внутренней структурой и свойствами сплава. При этом химический состав материала остается неизменным. Это важный шаг в направлении создания индивидуализированных имплантатов с заданными характеристиками», — считает Ирина Грубова.
В настоящее время ученые продолжают работу над оптимизацией параметров и стратегий 3D печати для изучаемых составов сплавов. Это позволит получить материалы для более широкого клинического применения.
Подробнее: https://3dtoday.ru/blogs/news3dtoday/tomskie-ucenye-ulucsili-biomedicinskie-titanovye-splavy-s-pomoshhyu-additivnyx-texnologii
