👰🏾 🤜🏼 🕵🏿 Como criamos modelos de tecnologia espacial para o Instituto de Aviação de Moscou 🧝🏾 🏧 🤽🏼

Falamos sobre como os modelos espaciais foram criados para o Instituto de Aviação de Moscou (MAI), quais materiais e equipamentos foram usados, quais dificuldades surgiram e como foram superadas. Para saber mais, leia o artigo.

Sobre o cliente

Fonte da foto: City Administration Airport, Moscow.

O MAI - Instituto de Aviação de Moscou, inaugurado em 1930, é a maior instituição de ensino e pesquisa no campo da aviação e astronáutica da Federação Russa. A principal atividade é o treinamento de pessoal científico e de engenharia para o trabalho na indústria aeroespacial e a realização de trabalhos de pesquisa e engenharia nessa área.

Em 2018, ele entrou no ranking das melhores universidades do mundo no ranking mundial de universidades, de acordo com o Times Higher Education. Mais de 22.000 estudantes estão estudando no instituto, incluindo cerca de 1.500 estudantes estrangeiros. 20 de março deste ano (2020) A MAI faz 90 anos.

O que e por que fizemos

Igor Vladimirovich Gumenyuk, professor sênior do Instituto de Aviação de Moscou e pessoa de contato para esta ordem, explicou-nos que a universidade precisa de modelos de tecnologia aeroespacial como auxílio visual - cópias de bancada são destinadas ao uso em aulas de treinamento militar, para demonstração de dispositivos e equipamentos dentro da estrutura da disciplina “Noções básicas sobre dispositivos” complexo de foguetes espaciais ".

Fomos obrigados a desenvolver e implementar modelos de grande escala em detalhes. O primeiro deles é um modelo de banco do veículo de lançamento Soyuz-FG.

LV Soyuz-FG

Escala 1:35, altura 1400 mm, com um quarto “recortado” para visibilidade e uma visão geral dos principais nós internos. O layout da instalação foi fornecido pelo cliente.

A segunda parte do projeto é uma cópia em pôster da espaçonave tripulada Soyuz TMA-M.

PKK Soyuz TMA-M

A escala da tarefa era de 1: 5 das dimensões do aparato real, mas o produto nessa escala seria muito geral e consistiria em mais peças, o que aumentaria o tempo de entrega.

Trecho da tarefa técnica:

“Objetivo: demonstrar o dispositivo do painel de controle. A cópia do banco deve ser usada em treinamento militar no âmbito da disciplina "Fundamentos do complexo de foguetes e espaços".

Uma cópia de banco é feita na proporção de 1: 5 para o tamanho real da espaçonave tripulada Soyuz TMA-M (PKK). Altura: 1.500 mm.

Colocação: nos fixadores do tipo cabo, o cabo é suspenso sob o teto acima das mesas da sala de aula, o número de pontos de suspensão é pelo menos cinco.

A posição das antenas e painéis solares deve corresponder ao estágio de "vôo orbital". "

Concordamos em redimensionar com o cliente e implementamos o layout em uma escala de 1: 5,5. Nesse tamanho, os principais elementos do corpo são impressos com a impressora 3D como um todo, o que não apenas acelera o processo, mas também torna as peças mais duráveis (em comparação com as peças impressas e coladas), e sua superfície é melhor. A parte mais larga é de 490 mm.

A terceira parte da tarefa é uma cópia de pôster em larga escala do complexo técnico e de lançamento para o lançamento do veículo de lançamento Soyuz-2.

TSK RN Soyuz 2

O complexo técnico e de lançamento foi projetado para manutenção, preparação e lançamento de veículos de lançamento. O layout do objeto tinha que ser feito em dezenas de fotografias e dois esquemas de construção. Este é um layout esquemático projetado para demonstrar aos alunos os elementos da infraestrutura de uma instalação de lançamento e sua interação entre si. O design foi baseado em fotografias do espaçoporto de Vostochny.

Trecho de TK:

“Dimensões: 1800 x 1200 mm.

Opções: edifícios e estruturas do complexo técnico e de lançamento, plataforma de lançamento e território do local de lançamento e plataforma de lançamento Soyuz-2, cúpula de vidro acrílico, suportes para colocação vertical na parede com o mecanismo de abaixamento para uma posição horizontal e elevação com fixação na posição vertical na parede".

Como foi feito antes

Antes do advento da impressão 3D, qualquer material didático era produzido em fábricas em grandes lotes, o que era muito bom para as escolas que tinham um currículo padrão na época, mas era completamente inaceitável nos casos em que era necessário produzir um único produto ou um micro lote em várias peças.

Uma alternativa era encomendar os produtos necessários em uma das oficinas de maquete arquitetônica, mas no trabalho manual isso levou muito tempo, e a qualidade do resultado pode decepcionar.

O uso de design auxiliado por computador e impressão 3D tornou possível criar rapidamente quase qualquer layout que tenha um alto grau de semelhança externa com o original e sua geometria exata.

Benefícios da impressão 3D

A principal vantagem da impressão 3D é o custo mais baixo e o menor tempo, embora tudo isso esteja lá e também seja importante, o principal é que você sabe absolutamente o que recebe. A impressora 3D imprime precisamente de acordo com o modelo digital, as tolerâncias de tamanho nesta aplicação são extremamente pequenas e não deve haver distorções na forma do objeto, o que não pode ser garantido na fabricação manual, onde o fator humano é de grande importância.

Processo

Veículo de lançamento Soyuz-FG

Diz Victor Naumov, engenheiro sênior do departamento de serviços da Top 3D Shop em Moscou no momento da conclusão do pedido:

“Primeiro, começamos a projetar o Soyuz-FG LV. A modelagem foi realizada em um programa de projeto paramétrico (CAD).

Uma característica distinta desse design é que o layout é sempre um construtor.

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A segunda parte do projeto, a espaçonave tripulada, tornou-se uma tarefa muito interessante e bastante difícil, devido ao grande número de peças internas que exigem um ajuste perfeito.

Como a estrutura está suspensa no teto em cabos de aço, ela deve ser rígida, forte, mas ao mesmo tempo leve. Isso foi conseguido usando a impressão 3D e ajustando o grau de preenchimento, o cálculo de cargas em um software especial (SolidWorks) e o uso da moldura.

As etapas básicas são as mesmas da parte anterior: design, impressão 3D, processamento, pintura, colagem, modelagem.

Houve diferenças. Em primeiro lugar, foi necessário criar uma estrutura que pendesse imóvel sob o teto, com dimensões suficientemente grandes e peso considerável.

Em segundo lugar, esse objeto deve incluir elementos incorporados.

Em terceiro lugar, precisávamos transmitir a textura dos materiais, como no modelo original, combinando isso harmoniosamente com elementos plásticos.

Nós trabalhamos nos detalhes, até as cores do painel. O material dos painéis solares são folhas de acrílico cortadas em uma máquina CNC e revestidas com vinil automotivo.

O material prateado na superfície da UNIÃO é imitado por meios improvisados - é um tecido de revestimento preto tingido com acrílicos.

O modelo foi instalado na platéia, preso ao teto com âncoras com presilhas pelas quais os cabos de aço foram puxados, ganchos especiais foram colocados no modelo em que esses cabos se prendiam.

Cosmodrome para lançar o veículo de lançamento Soyuz 2

Criar modelos de edifícios já é uma tarefa bem conhecida para nós, tanto pela nossa própria experiência no atendimento de pedidos quanto pelos casos de nossos clientes .

Então, com essa parte da tarefa, tudo ficou mais fácil.

Antes da impressão, simulamos todos os elementos em formato digital. Elementos de layout particularmente elegantes e detalhados foram impressos em impressoras 3D de fotopolímero.

Um método muito bom, permite que você faça pequenos detalhes puros com grande precisão.

Após a impressão e o pós-processamento, as peças foram pintadas.

A plataforma de lançamento com uma bandeja de gás foi modelada a partir de trabalho manual em espuma com a seleção de material do bloco. Cortado, nivelado, preparado, pintado e montado.

Edifícios e peças grandes foram impressos digitalmente em impressoras FDM.

Para o layout, foi construído um suporte com suporte de parede, montado na estrutura a partir de um forte perfil de aço e permitindo elevar o layout para uma posição vertical quando não houver demanda e dar espaço à platéia.

Ao criar o suporte, o percurso e a carga foram calculados - se o peso da fixação na parede, na parede e na estrutura pode suportar, fomos especialmente ao cliente para determinar o local da instalação e realizar medições.

A plataforma em si é feita de compensado e fibra de madeira, também são usadas peças plásticas impressas em 3D da ABS. A parte superior é coberta com uma tampa protetora de acrílico transparente.

Mais fotos do layout.

Equipamentos e materiais

Impressora 3D Hercules Strong 2019.

Devido à urgência do pedido, a impressão foi feita em paralelo em várias impressoras 3D diferentes, incluindo FDM. Entre eles está o Hercules Strong 2019, selecionado por sua boa qualidade de impressão e grande volume.

Impressora 3D Picaso3D Designer XPRO .

O Picaso3D Designer XPRO é outra impressora FDM usada, cujas características mais interessantes e interessantes são a troca instantânea entre dois materiais ao imprimir com suportes solúveis ou plástico de duas cores e a alta qualidade das superfícies resultantes.

Impressora 3D Zenit .

O terceiro que participou do projeto FDM, como os dois primeiros - da produção doméstica, é uma impressora 3DImpressão Zenit com uma espessura de camada de 50 mícrons ou mais. Ele foi selecionado para executar esta tarefa por confiabilidade.

Plástico para impressão 3D PLA SolidFilament .

As peças foram impressas com o filamento PLA SolidFilament em cores diferentes, como as mais adequadas para a preparação e a pintura subsequentes.

Impressoras 3D Anycubic Photon S , Phrozen Shuffle 2019 e Formlabs Form 3 . Anycubic Photon S , Phrozen Shuffle 2019 e Formlabs Form 3 , HARZ Labs Modelo LCD / DLP

Impressoras 3D de fotopolímero transparente de 1 litro foram usadas para imprimir peças pequenas e complexas, resina - resina para impressão 3D de fotopolímero.

O HARZ Labs Modelo LCD / DLP Fotopolímero transparente de 1 L foi usado para impressão 3D de peças pequenas complexas.

Na fresadora CNC SolidCraft CNC 6090, cortamos grandes partes de uma grande área.

Dificuldades e sua solução

Como costuma acontecer, os termos de referência estavam incompletos. As características gerais são claras, mas isso não é suficiente para produção. Marcamos uma consulta com o cliente e esclarecemos todas as questões que suscitavam dúvidas. Obrigado a Igor Vladimirovich Gumenyuk pela calorosa recepção.

Primeiro, discutimos os métodos de trabalho e como tudo deveria parecer e, em seguida, examinamos o local futuro da instalação de layouts e descobrimos como instalá-los. Cada etapa do trabalho nas maquetes foi coordenada com o cliente, discutindo possíveis soluções, cores e materiais.

Conclusão

Essa foi uma das ordens mais interessantes para criar layouts em nossa prática. Mais uma vez, ficamos convencidos da utilidade da impressão 3D ao criar objetos de qualquer tamanho e forma, especialmente em combinação com outras tecnologias e nossa experiência.

Certamente, estamos satisfeitos que os modelos que criamos ajudem na educação de futuros engenheiros da indústria espacial.

Agradecemos à equipe de nosso departamento de serviços o excelente e oportuno trabalho realizado, os esforços realizados e a abordagem criativa.

Encomende o layout na Top 3D Shop - uma abordagem individual atenta e execução precisa no kit.

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