👩‍👧‍👧 🆕 ✒️ Wie wir Weltraumtechnologie-Modelle für das Moscow Aviation Institute erstellt haben 🀄️ 😝 🚉

Wir sprechen darüber, wie Weltraummodelle für das Moscow Aviation Institute (MAI) erstellt wurden, welche Materialien und Geräte verwendet wurden, welche Schwierigkeiten entstanden sind und wie sie überwunden wurden. Um mehr zu erfahren, lesen Sie den Artikel.

Über den Kunden

Fotoquelle: Stadtverwaltungsflughafen, Moskau.

Das 1930 eröffnete MAI - Moscow Aviation Institute ist die größte Bildungs- und Forschungseinrichtung auf dem Gebiet der Luftfahrt und Astronautik in der Russischen Föderation. Die Haupttätigkeit ist die Ausbildung von wissenschaftlichem und technischem Personal für die Arbeit in der Luft- und Raumfahrtindustrie sowie die Durchführung von Forschungs- und Ingenieurarbeiten in diesem Bereich.

Im Jahr 2018 stieg er in das Ranking der besten Universitäten der Welt ein. Weltuniversitätsranking gemäß der Times Higher Education. Mehr als 22.000 Studierende studieren am Institut, darunter rund 1.500 ausländische Studierende. 20. März dieses Jahres (2020) MAI wird 90 Jahre alt.

Was und warum haben wir getan?

Igor Vladimirovich Gumenyuk, Dozent am Moskauer Luftfahrtinstitut und Ansprechpartner für diesen Auftrag, erklärte uns, dass die Universität Modelle der Luft- und Raumfahrttechnik als visuelle Hilfsmittel benötigt - Bankkopien sind für den Einsatz in militärischen Schulungskursen vorgesehen, um Geräte und Ausrüstungen im Rahmen der Disziplin „Gerätegrundlagen“ zu demonstrieren Weltraumraketenkomplex. "

Wir mussten groß angelegte Modelle im Detail entwickeln und implementieren. Das erste von ihnen ist ein Bankmodell der Trägerrakete Sojus-FG.

LV Sojus-FG

Maßstab 1:35, Höhe 1400 mm, mit einem ausgeschnittenen Viertel für Sichtbarkeit und einer Übersicht über die Schlüsselknoten im Inneren. Das Layout der Anlage wurde vom Kunden zur Verfügung gestellt.

Der zweite Teil des Projekts ist eine Plakatkopie des bemannten Raumfahrzeugs Sojus TMA-M.

PKK Sojus TMA-M

Der Maßstab der Zuordnung betrug 1: 5 der Abmessungen des realen Geräts, aber das Produkt auf diesem Maßstab wäre insgesamt sehr groß und würde aus mehr Teilen bestehen, was die Vorlaufzeit verlängern würde.

Auszug aus der technischen Aufgabe:

„Zweck: Demonstration des Bedienfeldgeräts. Die Bankkopie ist für die militärische Ausbildung im Rahmen der Disziplin "Grundlagen des Raketen- und Weltraumkomplexes" vorgesehen.

Eine Bankkopie wird im Verhältnis 1: 5 zur tatsächlichen Größe des bemannten Raumfahrzeugs Sojus TMA-M (PKK) erstellt. Höhe: 1.500 mm.

Platzierung: Bei Kabelbefestigungen wird das Kabel unter der Decke über den Schreibtischen des Klassenzimmers aufgehängt. Die Anzahl der Aufhängepunkte beträgt mindestens fünf.

Die Position der Antennen und Sonnenkollektoren sollte der Stufe des „Orbitalfluges“ entsprechen. “

Wir haben mit dem Kunden eine Größenänderung vereinbart und das Layout im Maßstab 1: 5,5 implementiert. Bei dieser Größe werden die Hauptkörperelemente mit dem 3D-Drucker als Ganzes gedruckt, was nicht nur den Prozess beschleunigt, sondern auch die Haltbarkeit der Teile erhöht (im Vergleich zu gedruckten und zusammengeklebten Teilen), und ihre Oberfläche ist besser. Der breiteste Teil ist 490 mm.

Der dritte Teil der Aufgabe ist eine großformatige Posterkopie des technischen Komplexes und des Startkomplexes für den Start der Sojus-2-Trägerrakete.

TSK RN Sojus 2

Der Technik- und Startkomplex ist für die Wartung, Vorbereitung und den Start von Trägerraketen ausgelegt. Das Layout des Objekts musste in Dutzenden von Fotografien und zwei Bauplänen erfolgen. Dies ist ein schematisches Layout, das den Schülern die Elemente der Infrastruktur einer Starteinrichtung und ihre Interaktion untereinander demonstrieren soll. Das Design basierte auf Fotografien des Raumhafens von Vostochny.

Auszug aus TK:

Abmessungen: 1800 x 1200 mm.

Optionen: Gebäude und Strukturen des Technik- und Startkomplexes, der Startrampe und des Gebiets des Startplatzes und der Startrampe Sojus-2, Acrylglaskuppel, Halterungen für die vertikale Platzierung an der Wand mit dem Mechanismus zum Absenken in eine horizontale Position und zum Anheben mit Befestigung in einer vertikalen Position an der Wand".

Wie wurde es vorher gemacht

Vor dem Aufkommen des 3D-Drucks wurden alle Lehrmittel in Fabriken in großen Mengen hergestellt. Dies war sehr gut für Schulen, die zu diesem Zeitpunkt einen Standardlehrplan hatten, aber in Fällen, in denen es erforderlich war, ein einzelnes Produkt oder ein Mikrolos in mehreren Teilen herzustellen, war dies völlig inakzeptabel.

Eine Alternative bestand darin, die erforderlichen Produkte in einer der Architekturwerkstatt zu bestellen. Bei Handarbeit nahm dies jedoch viel Zeit in Anspruch, und die Qualität des Ergebnisses konnte enttäuschen.

Die Verwendung von computergestütztem Design und 3D-Druck ermöglichte es, schnell fast jedes Layout zu erstellen, das ein hohes Maß an äußerer Ähnlichkeit mit dem Original und seiner genauen Geometrie aufweist.

Vorteile des 3D-Drucks

Der Hauptvorteil des 3D-Drucks sind die geringeren Kosten und die kürzeste Zeit, obwohl dies alles vorhanden ist und es auch wichtig ist, ist die Hauptsache, dass Sie absolut wissen, was Sie erhalten. Der 3D-Drucker druckt genau nach dem digitalen Modell, die Größentoleranzen in dieser Anwendung sind extrem gering und es sollten keine Verzerrungen in der Form des Objekts auftreten, die bei der manuellen Herstellung, bei der der Faktor Mensch von großer Bedeutung ist, nicht garantiert werden können.

Prozess

Sojus-FG Trägerrakete

Victor Naumov, leitender Ingenieur der Top 3D Shop-Serviceabteilung in Moskau zum Zeitpunkt der Auftragsabwicklung, sagt:

„Zunächst haben wir begonnen, die Sojus-FG LV zu entwerfen. Die Modellierung wurde in einem parametrischen Konstruktionsprogramm (CAD) durchgeführt.

Eine Besonderheit dieses Entwurfs ist, dass das Layout immer ein Konstruktor ist.

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Der zweite Teil des Projekts, nämlich ein bemanntes Raumschiff, ist aufgrund der großen Anzahl interner Teile, die eine perfekte Passform erfordern, zu einer sehr interessanten und ziemlich schwierigen Aufgabe geworden.

Da die Struktur an Stahlkabeln von der Decke abgehängt ist, muss sie starr, stark und gleichzeitig leicht sein. Dies wurde durch 3D-Druck und Anpassung des Füllgrades, Berechnung der Lasten in einer speziellen Software (SolidWorks) und Verwendung des Rahmens erreicht.

Die grundlegenden Schritte sind die gleichen wie im vorherigen Teil: Design, 3D-Druck, Verarbeitung, Malen, Kleben, Modellieren.

Es gab Unterschiede. Erstens mussten wir eine Struktur schaffen, die bewegungslos unter der Decke hängt, ausreichend große Abmessungen und ein beträchtliches Gewicht aufweist.

Zweitens sollte dieses Objekt eingebettete Elemente enthalten.

Drittens mussten wir die Textur der Materialien wie beim Originalmodell vermitteln und diese harmonisch mit Kunststoffelementen kombinieren.

Wir haben die Details bis hin zu den Dashboard-Farben ausgearbeitet. Das Material der Sonnenkollektoren sind Acrylplatten, die auf einer CNC-Maschine geschnitten und mit Automobilvinyl beschichtet werden.

Das Silbermaterial auf der Oberfläche der UNION wird improvisiert nachgeahmt - es ist ein mit Acryl gefärbtes schwarzes Futtergewebe.

Das Modell wurde im Publikum installiert und mit Ankern mit Schlaufen an der Decke befestigt, durch die Stahlseile gezogen wurden. Im Modell wurden spezielle Haken angebracht, an denen diese Kabel festhielten.

Kosmodrom zum Start der Trägerrakete Sojus 2

Erstellen Modelle von Gebäuden ist bereits eine bekannte Aufgabe für uns, sowohl aus eigener Erfahrung in der Erfüllung Aufträge und von Fällen von unseren Kunden .

Mit diesem Teil der Aufgabe war also alles einfacher.

Vor dem Drucken haben wir alle Elemente in digitaler Form simuliert. Besonders elegante und detaillierte Layoutelemente wurden auf Fotopolymer-3D-Druckern gedruckt.

Eine sehr gute Methode, mit der Sie kleine Details mit großer Genauigkeit erstellen können.

Nach dem Drucken und Nachbearbeiten wurden die Teile lackiert.

Die Startrampe mit einer Gaswanne wurde aus Schaumstoff modelliert - manuelle Arbeit mit der Auswahl des Materials aus dem Block. Schneiden, nivellieren, grundieren, lackieren und montieren.

Gebäude und große Teile wurden digital auf FDM-Druckern gedruckt.

Für das Layout wurde ein Ständer mit Wandhalterung konstruiert, der aus einem starken Stahlprofil auf dem Rahmen montiert wurde, um das Layout in eine vertikale Position zu heben, wenn es nicht gefragt ist, und Platz im Publikum zu schaffen.

Bei der Erstellung des Ständers wurden Laufruhe und Belastungen berechnet - ob das Gewicht der Befestigung an der Wand, der Wand selbst und der Struktur standhalten kann, wir gingen speziell zum Kunden, um den Installationsort zu bestimmen und Messungen durchzuführen.

Die Plattform selbst besteht aus Sperrholz und Faserplatten, es werden auch 3D-gedruckte Kunststoffteile aus ABS verwendet. Die Oberseite ist mit einer transparenten Acrylschutzkappe abgedeckt.

Weitere Fotos des Layouts.

Ausrüstung und Materialien

Hercules Strong 2019 3D-Drucker.

Aufgrund der Dringlichkeit der Bestellung wurde parallel auf mehreren verschiedenen 3D-Druckern, einschließlich FDM, gedruckt. Darunter befindet sich Hercules Strong 2019, das aufgrund seiner guten Druckqualität und seines großen Volumens ausgewählt wurde. Picaso3D Designer XPRO

3D-Drucker .

Picaso3D Designer XPRO ist ein weiterer verwendeter FDM-Drucker, dessen charakteristischste und interessanteste Merkmale das sofortige Umschalten zwischen zwei Materialien beim Drucken mit löslichen Trägern oder zweifarbigem Kunststoff und die hohe Qualität der resultierenden Oberflächen sind.

3D-Drucker Zenit .

Der dritte, der wie die ersten beiden an der inländischen Produktion am FDM-Projekt teilgenommen hat, ist ein 3D-DruckerZenit- Druck mit einer Schichtdicke von 50 Mikrometern oder mehr. Er wurde ausgewählt, um diese Aufgabe aus Gründen der Zuverlässigkeit auszuführen.

Kunststoff für den 3D-Druck PLA SolidFilament .

Die Teile wurden mit PLA SolidFilament- Filamenten in verschiedenen Farben gedruckt , da sie für die anschließende Grundierung und Lackierung am besten geeignet sind.

3D-Drucker Anycubic Photon S , Phrozen Shuffle 2019 und Formlabs Form 3 . Anycubic Photon S , Phrozen Shuffle 2019 und Formlabs Form 3 , HARZ Labs Modell LCD / DLP 1 Liter transparenter

Photopolymer-3D-Drucker wurden zum Drucken kleiner und komplexer Teile verwendet, Harz - Harz für den Photopolymer-3D-Druck.

Das transparente Photopolymer Modell LCD / DLP 1 L von HARZ Labs wurde für den 3D-Druck komplexer Kleinteile verwendet.

Auf der SolidCraft CNC 6090 CNC-Fräsmaschine schneiden wir große Teile einer großen Fläche.

Schwierigkeiten und ihre Lösung

Wie so oft waren die Bestimmungen unvollständig. Die allgemeinen Merkmale sind klar, aber dies reicht für die Produktion nicht aus. Wir haben einen Termin mit dem Kunden vereinbart und alle Fragen geklärt, die Fragen aufwerfen. Vielen Dank an Igor Vladimirovich Gumenyuk für den herzlichen Empfang.

Zuerst diskutierten wir die Arbeitsmethoden und wie alles aussehen sollte, untersuchten dann den zukünftigen Ort für die Installation von Layouts und fanden heraus, wie sie installiert werden können. Jede Phase der Arbeit an den Modellen wurde mit dem Kunden koordiniert, mögliche Lösungen, Farben und Materialien wurden gemeinsam besprochen.

Fazit

Dies war einer der interessantesten Aufträge zum Erstellen von Layouts in unserer Praxis. Wir waren erneut davon überzeugt, wie nützlich 3D-Druck beim Erstellen von Objekten jeder Größe und Form sein kann, insbesondere in Kombination mit anderen Technologien und unserer Erfahrung.

Wir freuen uns sicherlich, dass die von uns erstellten Modelle bei der Ausbildung zukünftiger Ingenieure in der Raumfahrtindustrie helfen werden.

Wir danken dem Team unserer Serviceabteilung für die hervorragende und zeitnahe Arbeit, die unternommenen Anstrengungen und den kreativen Ansatz.

Bestellen Sie das Layout im Top 3D Shop - ein aufmerksamer individueller Ansatz und eine genaue Ausführung im Kit.

Wie wir Weltraumtechnologie-Modelle für das Moscow Aviation Institute erstellt haben