🍢 🥫 💇🏾 Comment nous avons réalisé des maquettes de technologie spatiale pour l'Institut d'aviation de Moscou 👩🏿‍🎓 👩🏽‍🔧 🤴🏿

Nous parlons de la façon dont les modèles spatiaux ont été créés pour l'Institut d'aviation de Moscou (MAI), quels matériaux et équipements ont été utilisés, quelles difficultés sont apparues et comment elles ont été surmontées. Pour en savoir plus, lisez l'article.

À propos du client

Source de la photo: aéroport de l'administration municipale de Moscou.

MAI - Moscow Aviation Institute, ouvert en 1930, est le plus grand établissement d'enseignement et de recherche dans le domaine de l'aviation et de l'astronautique en Fédération de Russie. L'activité principale est la formation de personnel scientifique et d'ingénierie pour le travail dans l'industrie aérospatiale et la conduite de travaux de recherche et d'ingénierie dans ce domaine.

En 2018, il est entré dans le classement des meilleures universités du monde Classement mondial des universités selon le Times Higher Education. Plus de 22 000 étudiants étudient à l'institut, dont environ 1 500 étudiants étrangers. Le 20 mars de cette année (2020), MAI fête ses 90 ans.

Quoi et pourquoi avons-nous fait

Igor Vladimirovich Gumenyuk, maître de conférences à l'Institut d'aviation de Moscou et une personne de contact pour cette commande, nous a expliqué que l'université a besoin de maquettes de la technologie aérospatiale comme aides visuelles - des copies de banc sont destinées à être utilisées dans des cours de formation militaire, pour démontrer des appareils et des équipements dans le cadre de la discipline "Device Basics" complexe fusée spatiale. "

Nous devions développer et mettre en œuvre des modèles à grande échelle en détail. Le premier d'entre eux est un modèle de banc du lanceur Soyouz-FG.

LV Soyuz-FG

Échelle 1:35, hauteur 1400 mm, avec un quart «découpé» pour la visibilité et un aperçu des nœuds clés à l'intérieur. L'agencement de l'installation a été fourni par le client.

La deuxième partie du projet est une copie d'affiche du vaisseau spatial habité Soyouz TMA-M.

PKK Soyouz TMA-M

L'échelle de la mission était de 1: 5 des dimensions de l'appareil réel, mais le produit à cette échelle serait très global et serait composé de plus de pièces, ce qui augmenterait le délai de livraison.

Extrait de la tâche technique:

«Objectif: présenter le panneau de commande. La copie de banc est destinée à être utilisée dans la formation militaire dans le cadre de la discipline "Fondamentaux du complexe fusée et espace".

Une copie de banc est faite dans un rapport de 1: 5 à la taille réelle de l'engin spatial habité Soyouz TMA-M (PKK). Hauteur: 1500 mm.

Placement: sur les attaches de type câble, le câble est suspendu sous le plafond au-dessus des bureaux de la salle de classe, le nombre de points de suspension est d'au moins cinq.

La position des antennes et des panneaux solaires doit correspondre à l'étape du «vol orbital». »

Nous avons convenu d'un redimensionnement avec le client et implémenté la mise en page à l'échelle 1: 5,5. À cette taille, les principaux éléments du corps sont imprimés avec l'imprimante 3D dans son ensemble, ce qui accélère non seulement le processus, mais rend également les pièces plus durables (par rapport aux pièces imprimées et collées ensemble), et leur surface est meilleure. La partie la plus large mesure 490 mm.

La troisième partie de la tâche est une copie d'affiche à grande échelle du complexe technique et de lancement pour le lancement du lanceur Soyouz-2.

TSK RN Soyuz 2

Le complexe technique et de lancement est conçu pour la maintenance, la préparation et le lancement des lanceurs. La mise en page de l'objet devait se faire en plusieurs dizaines de photographies et deux schémas de construction. Il s'agit d'une disposition schématique conçue pour démontrer aux étudiants les éléments de l'infrastructure d'une installation de lancement et leur interaction les uns avec les autres. La conception était basée sur des photographies du port spatial de Vostochny.

Extrait de TK:

«Dimensions: 1800 x 1200 mm.

Options: bâtiments et structures du complexe technique et de lancement, rampe de lancement et territoire du site de lancement et de lancement Soyouz-2, dôme en verre acrylique, supports de placement vertical sur le mur avec le mécanisme de descente en position horizontale et de levage avec fixation en position verticale sur le mur".

Comment c'était fait avant

Avant l'avènement de l'impression 3D, tous les supports pédagogiques étaient produits dans des usines en grandes quantités, ce qui était très bon pour les écoles qui avaient un programme standard à l'époque, mais c'était complètement inacceptable dans les cas où il était nécessaire de produire un seul produit ou un micro-lot en plusieurs morceaux.

Une alternative était de commander les produits nécessaires dans l'un des ateliers de maquettes architecturales, mais en travail manuel, cela prenait beaucoup de temps et la qualité du résultat pouvait décevoir.

L'utilisation de la conception assistée par ordinateur et de l'impression 3D a permis de créer rapidement presque n'importe quelle mise en page présentant un haut degré de ressemblance externe avec l'original et sa géométrie exacte.

Avantages de l'impression 3D

Le principal avantage de l'impression 3D est le coût inférieur et le temps le plus court, bien que tout soit là et qu'il soit également important, l'essentiel est que vous savez absolument ce que vous obtenez. L'imprimante 3D imprime précisément selon le modèle numérique, les tolérances de taille dans cette application sont extrêmement petites et il ne devrait pas y avoir de distorsions dans la forme de l'objet, ce qui ne peut pas être garanti dans la fabrication manuelle, où le facteur humain est d'une grande importance.

Processus

Lanceur Soyouz-FG

Dit Victor Naumov, ingénieur principal du département des services Top 3D Shop à Moscou au moment de la finalisation de la commande:

«Tout d'abord, nous avons commencé à concevoir le Soyuz-FG LV. La modélisation a été réalisée dans un programme de conception paramétrique (CAD).

Une caractéristique distinctive de cette conception est que la disposition est toujours un constructeur.

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La deuxième partie du projet, à savoir le vaisseau spatial habité, est devenue une tâche très intéressante et plutôt difficile, en raison du grand nombre de pièces internes qui nécessitent un ajustement parfait.

La structure étant suspendue au plafond par des câbles en acier, elle doit être rigide, solide mais en même temps légère. Ceci a été réalisé en utilisant l'impression 3D et en ajustant le degré de remplissage, le calcul des charges dans un logiciel spécial (SolidWorks) et l'utilisation du cadre.

Les étapes de base sont les mêmes que dans la partie précédente: conception, impression 3D, traitement, peinture, collage, modélisation.

Il y avait des différences. Premièrement, il nous fallait créer une structure qui pendre immobile sous le plafond, ayant des dimensions suffisamment grandes et un poids considérable.

Deuxièmement, cet objet doit inclure des éléments intégrés.

Troisièmement, nous devions transmettre la texture des matériaux, comme sur le modèle d'origine, en combinant cela harmonieusement avec des éléments en plastique.

Nous avons travaillé sur les détails, jusqu'aux couleurs du tableau de bord. Le matériau des panneaux solaires est constitué de feuilles acryliques découpées sur une machine CNC et enduites de vinyle automobile.

Le matériau argenté à la surface de l'UNION est imité par des moyens improvisés - c'est un tissu de doublure noir teint en acrylique.

Le modèle a été installé dans le public, fixé au plafond à l'aide d'ancres avec des boucles à travers lesquelles des câbles en acier ont été tirés, des crochets spéciaux ont été placés dans le modèle, pour lesquels ces câbles s'accrochaient.

Cosmodrome pour lancer le lanceur Soyouz 2

La création de modèles de bâtiments est déjà une tâche bien connue pour nous, à la fois de notre propre expérience dans l' exécution des commandes et des cas de nos clients .

Donc, avec cette partie de la tâche, tout était plus facile.

Avant l'impression, nous avons simulé tous les éléments sous forme numérique. Des éléments de mise en page particulièrement élégants et détaillés ont été imprimés sur des imprimantes 3D photopolymères.

Une très bonne méthode, elle vous permet de réaliser de petits détails soignés avec une grande précision.

Après impression et post-traitement, les pièces ont été peintes.

La rampe de lancement avec un plateau à gaz a été modelée à partir de mousse - travail manuel avec la sélection du matériau du bloc. Coupé, nivelé, apprêté, peint et assemblé.

Les bâtiments et les grandes pièces ont été imprimés numériquement sur des imprimantes FDM.

Pour la mise en page, un stand avec un support mural a été construit, assemblé sur le cadre à partir d'un profilé en acier massif et vous permettant de soulever la mise en position verticale lorsqu'elle n'est pas demandée et de faire de la place au public.

Lors de la création du stand, le trajet et la charge ont été calculés - que le poids de la fixation au mur, au mur et à la structure puisse le supporter, nous sommes spécialement allés chez le client pour déterminer l'emplacement d'installation et effectuer des mesures.

La plate-forme elle-même est faite de contreplaqué et de panneaux de fibres, des pièces en plastique imprimées en 3D en ABS sont également utilisées. Le dessus est recouvert d'un capuchon de protection en acrylique transparent.

Plus de photos de la mise en page.

Équipement et matériel

Imprimante 3D Hercules Strong 2019.

En raison de l'urgence de la commande, l'impression s'est faite en parallèle sur plusieurs imprimantes 3D différentes, dont FDM. Parmi eux, Hercules Strong 2019, sélectionné pour sa bonne qualité d'impression et son grand volume.

Imprimante 3D Picaso3D Designer XPRO .

Picaso3D Designer XPRO est une autre imprimante FDM utilisée, dont les caractéristiques les plus caractéristiques et intéressantes sont la commutation instantanée entre deux matériaux lors de l'impression avec des supports solubles ou du plastique bicolore, et la haute qualité des surfaces résultantes.

Imprimante 3D Zenit .

Le troisième qui a participé au projet FDM, comme les deux premiers - de la production nationale, est une imprimante 3DImpression Zenit avec une épaisseur de couche de 50 microns ou plus. Il a été sélectionné pour effectuer cette tâche pour sa fiabilité.

Plastique pour l'impression 3D PLA SolidFilament .

Les pièces ont été imprimées avec du filament PLA SolidFilament de différentes couleurs, comme le plus approprié pour l'amorçage et la peinture ultérieurs.

Imprimantes 3D Anycubic Photon S , Phrozen Shuffle 2019 et Formlabs Form 3 . Anycubic Photon S , Phrozen Shuffle 2019 et Formlabs Form 3 , HARZ Labs Model LCD / DLP 1 l

Des imprimantes 3D photopolymères transparentes ont été utilisées pour imprimer des pièces petites et complexes, résine - résine pour l'impression 3D photopolymère.

Le photopolymère transparent HARZ Labs modèle LCD / DLP 1 L a été utilisé pour l'impression 3D de petites pièces complexes.

Sur la fraiseuse CNC SolidCraft CNC 6090, nous coupons de grandes parties d'une grande surface.

Les difficultés et leur solution

Comme cela arrive souvent, le mandat était incomplet. Les caractéristiques générales sont claires, mais cela ne suffit pas pour la production. Nous avons pris rendez-vous avec le client et clarifié toutes les questions qui soulevaient des questions. Merci à Igor Vladimirovich Gumenyuk pour l'accueil chaleureux.

Nous avons d'abord discuté des méthodes de travail et de l'apparence de tout, puis examiné le futur lieu d'installation des mises en page et trouvé comment les installer. Chaque étape du travail sur les maquettes a été coordonnée avec le client, ensemble les solutions possibles, les couleurs, les matériaux ont été discutés.

Conclusion

Ce fut l'un des ordres les plus intéressants pour créer des mises en page dans notre pratique. Une fois de plus, nous sommes devenus convaincus de l'utilité de l'impression 3D lors de la création d'objets de toute taille et forme, en particulier en combinaison avec d'autres technologies et notre expérience.

Nous sommes certainement ravis que les modèles que nous avons créés aideront à la formation des futurs ingénieurs de l'industrie spatiale.

Nous remercions l'équipe de notre service après-vente pour l'excellent travail accompli en temps opportun, les efforts déployés et l'approche créative.

Commandez la mise en page dans le Top 3D Shop - une approche individuelle attentive et une exécution précise dans le kit.

Comment nous avons réalisé des maquettes de technologie spatiale pour l'Institut d'aviation de Moscou