Новая технология радикально ускорит 3D-печать металлом
Исследователи из Ливерморской национальной лаборатории разработали технологию, которая может многократно ускорить 3D-печать металлом. В отличие от существующих методов, в которых лазерный луч последовательно перемещается по слою печатаемого материала, в новой технологии лазер спекает весь слой одновременно. Исследование опубликовано в журнале Optics Express.
Металлическая 3D-печать уже используется в серийном производстве, позволяя печатать изделия сложной формы. Однако скорость такой печати все еще остается невысокой, и печать одной детали может занимать несколько дней. Это сильно ограничивает ее применение.
Обычно металлическая 3D-печать происходит следующим образом: лазерный луч последовательно перемещается по рабочей поверхности принтера, спекая нанесенный на нее металлический порошок. После прохождения лучом всей поверхности на нее добавляется новый порошок и процесс повторяется для каждого слоя. При высоком разрешении печати луч проходит большое количество полос в слое и большое количество слоев.
Ученые решили создать технологию, которая была бы лишена этого недостатка, и радикально повысить за счет этого скорость печати. Представленная технология основана на использовании лазерного модулятора из жидких кристаллов, который служит динамическим «трафаретом» для лазерного излучения. Метод можно описать следующим образом. В систему загружается файл с трехмерной моделью печатаемого изделия, которое разбивается на слои. Затем массив синих светодиодов проецирует на фотопроводящую пластину изображение печатаемого слоя. За пластиной находится массив из жидких кристаллов. При проецировании изображения пластина начинает проводить электричество в областях, облученных светом, из-за чего жидкие кристаллы поворачиваются, давая лазерному лучу возможность распространяться. Таким образом, для каждого слоя изделия формируется подобие трафарета. Затем на систему подается мощное лазерное излучение, которое спекает одновременно весь слой металлического порошка. Описанная процедура повторяется для каждого слоя порошка до момента, когда изделие будет полностью сформировано.
Таким образом, исследователи смогли заменить последовательный процесс печати на параллельный. Ученые утверждают, что их технология позволит производить металлическую деталь объемом в один кубический метр за несколько часов, тогда как для текущих методов срок изготовления такой детали может составлять несколько лет.
Недавно концерн Boeing заявил, что планирует использовать металлическую 3D-печать для производства некоторых деталей самолета Boeing 787 Dreamliner. По их оценке, использование таких деталей позволит экономить до трех миллионов долларов при создании каждого лайнера.
Григорий Копиев
С гибридной силовой установкой и продолжительностью полета более двух часов
Французская компания Zapata разрабатывает персональный летательный аппарат вертикального взлета и посадки под названием Airscooter. Аппарат массой 115 килограммов, рассчитанный на одного человека, будет оснащаться двенадцатью воздушными винтами и гибридной силовой установкой. Airscooter будет способен поднимать груз до 120 килограмм, развивать максимальную скорость 100 километров в час и летать на протяжении более двух часов, сообщает издание New Atlas. При поддержке Angie — первого российского веб-сервера Компания Zapata, основанная изобретателем Фрэнки Запатой (Franky Zapata), занимается разработкой персональных летательных средств уже больше десяти лет. В списке изобретеней Запаты, например, значатся водяной и воздушный ховерборды Flyboard, а также одноместный летательный аппарат JetRacer, представленный в 2022 году. Его конструкция напоминает квадрокоптер, у которого роль роторов выполняют десять компактных турбореактивных двигателей, разгоняющих аппарат до 200 километров в час. Новая разработка Zapata под названием Airscooter тоже относится к классу персональных летательных аппаратов. Внешне корпус одноместного Airscooter напоминает яйцо на трех опорах, сверху которого находится рама, состоящая из восьми лучей, на ней размещаются двенадцать роторов. Два задних луча соединяются спойлером. Четыре больших ротора, установленные на концах лучей, расположенных вдоль и перпендикулярно оси аппарата, судя по опубликованным изображениям и видео, вращаются с помощью гибридного привода. Другие восемь винтов меньшего диаметра располагаются парами на оставшихся четырех лучах рамы и имеют полностью электрический привод. https://www.youtube.com/watch?v=v_hPFbpA_ts Точное предназначение всех двенадцати воздушных винтов пока не раскрывается, однако можно предположить, что восемь малых пропеллеров будут намного быстрее реагировать на управляющие сигналы, поэтому скорее всего они будут использоваться для управления и балансировки устройства в полете, в то время как большие винты будут создавать основную тягу. Согласно опубликованным на сайте компании характеристикам, Airscooter будет способен разгоняться до скорости 100 километров в час и поднимать в воздух до 120 килограмм. Благодаря гибридной силовой установке продолжительность полета воздушного скутера на одной заправке бака объемом 18,9 литра составит более двух часов, что выгодно отличает его от чисто электрических летательных аппаратов с вертикальным взлетом и посадкой. Еще одним преимуществом станет масса Airscooter, которая составляет всего лишь 115 килограмм. Из-за этого, например, в США Airscooter квалифицируется как ультралегкий самолет, для управления которым не нужна лицензия пилота. Компания утверждает, что управление воздушным судном будет такое же простое как управление дроном благодаря автоматизации и множеству датчиков безопасности. Информации о стоимости аппарата и сроках его готовности на данный момент нет. На сегодняшний день множество компаний разрабатывают гибридные и полностью электрические летательные аппараты, которые вскоре должны стать частью новой отрасли аэротакси. Однако степень безопасности используемых в них технологий в полной мере еще не изучен. Недавно, к примеру, во время испытательного полета произошло крушение прототипа аэротакси VX4 британской компании Vertical Aerospace, что может негативно отразиться на сроках сертификации.