Отработка перспективной технологии с использованием аддитивной печати была начата ещё в 2022 году. Для реализации проекта сразу по нескольким направлениям были задействовали компетенции ФГУП «Крыловский государственный научный центр». На первом этапе потребовалось определить наиболее подходящий пластик с точки зрения прочности конструкции. Специалисты отделения прочности провели экспериментальные исследования нескольких десятков различных видов пластика, используемых в 3D-печати. Оптимальным был признан угленаполненный пластик PETG — сополимер полиэтилентерефталата с добавлением углеволокна, обладающий достаточной прочностью, низким коэффициентом усадки и высокими адгезионными свойствами.
После выбора материала встал вопрос создания 3D-принтера, позволяющего проводить печать натурных корпусов. Современные массовые модели принтеров существенно ограничены в размерах области печати и способны создавать конструкции габаритами около 1х1×1 м. Этого явно недостаточно для печати натурных корпусов. Выход был найден — в качестве основы задействовали уникальный 5-координатный фрезерный станок с числовым программным управлением, который используется в КГНЦ для обработки моделей судов. Рабочий объём станка позволяет печатать модели размером до 12х3×1,75 м. На него была установлена печатающая головка шнекового типа собственной разработки ООО «Тоталзед» — российского производителя оборудования для 3D-печати.
Специалисты компании изготовили специализированную оснастку, позволяющую наносить слои пластика как параллельно поверхности печати, так и под углом 45° к ней. Благодаря этому появилась возможность исключить из модели корпуса лишние поддерживающие структуры. При этом увеличилась скорость печати и снизился расход материала.
В качестве тестовой модели использовалась модель яхты класса Open-800 проекта Elf-800, который разработали н сотрудники Крыловского центра Андрей Косоротов и Михаил Матаруев. Этот современный массовый класс спортивных яхт характеризуется небольшими размерами (длина 8 м, ширина 2,55 метра). Такие размеры позволяют печатать как модель, так и натурный корпус на имеющемся оборудовании. После выполнения научно-экспериментальной проработки специалисты ЦКБ «Балтсудопроект» и ООО «Тоталзед» доработали и оптимизировали модель яхты под технологию 3D-печати.
Печать корпуса яхты была начата вечером 14 марта и успешно завершилась спустя всего 2,5 суток. Процесс печати был безостановочным и постоянно контролировался специалистами компании «Тоталзед» и КГНЦ. Применение более производительной печатающей головки позволит сократить скорость печати до суток.
«Полученный результат впечатляет. В настоящее время мы видим перспективы усовершенствования технологии и широкий спектр её практического применения в судостроении», — отмечает заместитель начальника службы управления спецпроектами ФГУП «Крыловский государственный научный центр» Андрей Титов.
Аддитивные технологии могут применяться и для массового изготовления малых объектов морской техники, например, беспилотников. В настоящее время специалисты ФГУП «Крыловский государственный научный центр» планируют продолжить работы по оптимизации технологии печати и обработки моделей, изготовленных с помощью аддитивных технологий. Цель — добиться дальнейшего уменьшения количества материала и повышения скорости изготовления без снижения прочностных характеристик. Специалисты компании «Тоталзед» продолжают работы по повышению технологичности печатающей техники.
Подобная технология позволяет изготавливать сложные изделия практически любой формы, осуществлять печать силовых элементов конструкции и фундаментов для оборудования одновременно с изготовлением корпуса, создавать корпус с переменной толщиной и материалом. А это ведёт к снижению материалоёмкости производства. Изделия, изготовленные с помощью технологии 3D-печати, обладают высокими показателями ремонтопригодности. Существует возможность доработки при необходимости изготовляемого образца в процессе печати.
Общее руководство проектом осуществляли заместитель генерального директора по спецпроектам ФГУП «Крыловский государственный научный центр» Дмитрий Новиков, генеральный директор ООО «Тоталзед» Алексей Дубинин и руководитель проектов военных и гражданских заказов ПАО «ССЗ «Вымпел» Максим Ваничев.
Отраслевая наука:
Вопрос ребром: Что строить — катамараны или СПК?
У газовоза западного маршрута будет большая автономность и низкий арктический класс
Большой разговор с деканом корфака Корабелки | Человек, способный созидать, станет уникальным ресурсом
