3D-принтеры сейчас используются повсеместно: в быту, науке, медицине, на производстве. Работают с такими устройствами и военные. Причем не только для создания каких-либо запчастей для оружия или оборудования, которых нет на складе и срочно понадобились. На днях армия США представила гранатомет, почти все элементы которого распечатаны на установке лазерного спекания. Стреляет это оружие гранатами, корпусы которых тоже напечатаны. Правда, материалом служит не пластик, а металл.
R.A.M.B.O. (Rapid Additively Manufactured Ballistics Ordnance) — это модифицированная модель гранатомета M203 с плечевым прикладом и пистолетной рукояткой. М203 используется обычно вместе с винтовкой М16 или М4, его закрепляют под стволом.
Напечатанный гранатомет состоит из 50 деталей. Все, кроме крепежа и пружин распечатано. Ствол и ресивер — алюминиевые, их изготовили путем прямого лазерного спекания. Эта технология предусматривает создание трехмерной модели, которая подвергается цифровой обработке для разделения на тонкие слои. Их толщина соответствует слоям, наносимым печатным устройством. Финальный файл используется как целый набор чертежей-инструкций для принтера.
При лазерном спекании используется металлический порошок, который нагревается оптоволоконными лазерами мощностью около 200 Вт. Некоторые «принтеры» используют лазеры с повышенной мощностью и скоростью передвижения лазерного луча для более быстрой работы. Металл в порошке подается в рабочую камеру в объеме, требуемом для нанесения одного слоя. После того, как слой готов, процесс повторяется. Разрешение печати при прямом лазерном спекании очень высокое — около 20 микрон. В бытовых 3D принтерах, где используется технология FDM/FFF, разрешение составляет около 100 микрон. Курок и боек тоже напечатаны, исходным материалом послужила сталь марки 4340.
Металлические детали гранатомета, созданные по технологии прямого лазерного спекания. На фото отсутствует ресивер и ствол. Источник: U.S. Army Acquisition Support Center
Лазерное спекание — медленный процесс. Так, для создания ствола с пусковым механизмом и ресивера понадобилось около 70 часов работы принтера и еще 5 дополнительных часов для финальной обработки. Ствол очистили абразивом и покрыли специальным укрепляющим составом.
Несмотря на относительно большое время создания гранатомета, военные остались довольны технологией изготовления оружия. Дело в том, что установка лазерного спекания — относительно небольшая. Установить и запустить ее — дело пары дней. А вот создать оружейную фабрику — гораздо более сложная задача, на реализацию которой потребуются месяцы времени и сотни тысяч, а то и миллионы долларов.
А это — тренировочная граната, которую тоже распечатали на принтере
Гранаты для созданного оружия тоже распечатаны на установке лазерного спекания. Для их создания использовался порошковый алюминий и нейлон со стекловолокном.
Военные разработали и испытали R.A.M.B.O. в прошлом году, в октябре 2016. После 15 выстрелов повреждений гранатомета не было замечено, оружие оказалось надежным. Разница в начальной скорости выпущенного снаряда составила около 5% со скоростью обычной гранаты, выпущенной из ствола гранатомета, произведенного стандартным способом.
Специалисты, которые принимали участие в проекте, упоминают лишь одну проблему, возникшую в ходе создания гранатомета и его снарядов. Речь идет о том, что первая версия гранат оказалась довольно хрупкой, и корпусы некоторых из них трескались. Для исправления ситуации инженеры доработали 3D модель гранаты в программном обеспечении, сделав стенки более толстыми. После этого проблема исчезла — корпус гранат перестал давать трещины.
По словам военных, оружие такого типа можно создавать в оперативном режиме на форпостах. Распечатывать можно либо само оружие, либо его детали, если те вышли из строя. Вероятно, этот опыт можно перенести и на создание оружия иного типа — винтовки, карабины, минометы и др. Разработчики говорят о том, что новая технология позволяет создавать и тестировать прототипы нового оружия за считанные дни вместо месяцев. «Конструирование оружия нового типа, которое ранее было невозможно создать — вопрос нескольких месяцев», — говорят специалисты. Если раньше разработчикам оружия требовалось много времени, команда сотрудников и большое количество денег, то сейчас можно обойтись гораздо меньшими силами, одновременно снизив финансовые затраты. К сожалению, стоимость проекта не была озвучена.
Распечатка оружия — уже не новость. За последние несколько лет профессиональные оружейники и энтузиасты огнестрельного оружия неоднократно представляли проекты различных типов. Это, например, пластиковый пистолет Liberator, металлический пистолет Reason, полуавтоматический пистолет Shuty-MP1. После того, как проект Liberator стал набирать популярность, в США и других странах предложили запретить либо ограничить изготовление оружия такого типа. Ограничения касаются, в частности, возможности хранения и обмена файлами 3D моделей для огнестрельного оружия.
Комментарии (61)
REPISOT
13.03.2017 14:14Распечатывать можно либо само оружие, либо его детали, если те вышли из строя
То есть вместо ящика с самыми востребованными запчастями (а их список для каждого вида оружия хорошо известен) поставим на форпосте станок, подведем пару лишних киловатт, посадим туда программиста и слесаря. Дадим им ящик порошка, еще станочек для постобработки, бутыль укрепляющего состава, ящик гранат для тестирования.
А потом:
— у гранатомета боек сломался
— не беда, дайте нам 80 часов времени, и мы все починим.
DrSavinkov
13.03.2017 14:52Нет, не так. Всё, как у Вас, но:
«Не беда, через 5 минут будет готова партия запчастей, которую мы запустили в печать пару дней назад.»
hokum13
14.03.2017 12:12Ага, главное чтобы за эти 5 минут без гранатомета форпост не снесли (ведь он не от хранения же сломался?). На неполную сборку-разборку 40 секунд дается (по сути как перезагрузить windows), а Вы про 5 минут зап.часть подождать. Подъедет джихадмобиль и тютю.
Ну и как то легко последнее время американцы воюют. Электричество, горячий душ, оружие наверное тоже сами уже не чистят, а в сервис сдают?
geisha
13.03.2017 16:38+4Есть такая штука как "принципиально новый подход". Вот, скажем, в недалеком прошлом человеки убивали друг друга с помощью разнообразных острых предметов. Потом появился порох. Его добыча была сложна и дорога, орудия опасны в эксплуатации и вообще эту пушку надо было собирать 80 дней времени. Но порох давал возможность массового истребления неугодных варваров с минимальными потерями со своей стороны. Те, кто правильно оценил перспективы — выжили. А такие, как вы — нет.
AFakeman
13.03.2017 20:13Неплохой переход на личности. Но эта технология не дает «принципиально нового подхода», материал все еще надо свой брать, и на роту солдат гораздо проще заказать оружие с завода, где гранаты не трескаются, и где есть какой-никакой контроль качества. Несмотря на все заверения, пользоваться таким «самострелом» как-то все равно страшновато;
REPISOT
13.03.2017 21:34+1Если не можешь атаковать мысль, атакуй мыслителя
Всем спасибо за минусы в карму.
Hellsy22
14.03.2017 04:31Есть такая штука как «принципиально новый подход»
Стрелковое оружие было известно с древнейших времен. Метание гигантских камней, чудовищных снарядов и огнесмесей — еще в античности. Осадные орудия типа требушетов — средневековье. Персональное пороховое оружие было громоздким и неудобным, но поставило точку в соревновании «брони и меча», а пороховые орудия были более компактными, легкими и надежными.
Pakos
14.03.2017 12:06Кто правильно оценил перспективы — имеет ЗИП стандартных запчастей, не требующих дорогого, хрупкого, энергозатратного, медленного оборудования с квалифицированным персоналом. Варвары с дешёвым оружием, кстати, эффективнее единичных медленных огнестрелов.
geisha
14.03.2017 16:25Вот вы все уперлись в "сложно, затратно, медленно". Ну вот вам еще пример сложной, затратной и медленной технологии: вся современная микроэлектроника. Три месяца манипуляций, чтобы эти ваши 14-нм транзисторы выгравировать с помощью 200-нм (!) лазера. Невозможно? Ну да, почти.
Варвары с дешёвым оружием, кстати, эффективнее единичных медленных огнестрелов.
А от безосновательных утверждений отваливаются уши, инфа 100%.
Hellsy22
15.03.2017 02:16А в чем, по-вашему, фактическое преимущество длинного, тяжелого и неудобного мушкета с его эпической скорострельностью в два выстрела в минуту перед бесшумным луком с зачастую отравленными стрелами в условиях джунглей?
Лишь спустя несколько веков когда мушкеты и кремниевые пистоли сменились многозарядными винтовками и револьверами, а прицельная дальность стрельбы возросла до нескольких сотен метров — преимущество огнестрела стало очевидным, но не абсолютным, что индейцы не раз демонстрировали.
boblenin
15.03.2017 19:05> Варвары с дешёвым оружием, кстати, эффективнее единичных медленных огнестрелов.
Скажем так: англиские лучники изначально были более эффективными чем огнестрельщики. Но оружие и самое главное их подготовка столи намного больше. Французы дешевле и быстрее могли обучачать своих огнестрельщиков, а потом технология оказалась более перспективной.Hellsy22
16.03.2017 09:04Мы же про «варваров» говорим.
А в качестве массового стрелкового оружия хорошо себя показали самострелы. Они выигрывали у мушкетов практически во всем — масса, простота, безопасность, точность ремонтопригодность.
black_semargl
13.03.2017 16:48+1Нет, разница в том что этот ящик будет всегда полный, вне зависимости лётная ли погода на маршруте от форпоста до метрополии. И внезапное выпадение на ней ПЗРК никак не помешает.
REPISOT
14.03.2017 06:15А кто же это будет его пополнять?
вне зависимости лётная ли погода
Или они будут порошок из кастрюли напильником точить?
Порошок не абы какой. У нас на предприятии в печати используют даже песок из Германии. Своего нет.black_semargl
14.03.2017 09:47Порошок пополнить проще, его типов по пальцам пересчитать.
Не то что тысячи артикулов запчастей.Pakos
14.03.2017 12:08Причём часть этих запчастей больше, чем область печати принтера, т.е. всё равно нужны.
black_semargl
17.03.2017 13:50-1Область печати принтера может быть любой. Вон уже дома печатают, так и танк в сборе значит можно…
Pakos
21.03.2017 13:55+1Дома печатают чисто условно, крайне небольшого размера и ограниченного материала. Танк будет стоить в разы дороже и иметь на порядки худшие характеристики, не считая невозможности напечатать вообще всё (или танк будет одноразовым — на один запуск двигателя и одно попадание). Не считая того, что размер принтера для печати танка будет слишком большой (печатать, естественно, подетально, но тот же корпус — это уже очень много).
Hellsy22
21.03.2017 15:19-1Я бы не стал так легко отбрасывать идею печати танка. Не в полевых условиях, разумеется, но сама возможность придать броне любую внутреннюю конфигурацию может дать существенный выигрыш по весу при прочих равных или же уникальные возможности по рассеиванию кумулятивной струи. Поскольку танки в современном мире — это не массовый товар, то штучное гибкое производство с высокими возможностями кастомизации может оказаться оправданным и с экономической точки зрения.
reader21
15.03.2017 12:49У нас есть выбор: мы или храним детали или мы делаем из порошка детали. Не понимаю, что изменится.
Pakos
15.03.2017 17:08Детали быстрее заменить, если их не делать, а доставлять, детали фабричного изготовления, скорее всего, будут надёжнее и точно дешевле, помимо порошков нужен принтер и его обслуживание, есть номенклатура деталей, которые так не изготовить, всё равно нужна доставка топлива для генераторов питания установки(меньшая эффективность, бОльшая цена), нужна доставка в/в для снаряжения боеприпасов (даже если медленно и печально печатать гранаты, то заряд для выстрела всё равно придётся завозить) и их придётся снаряжать на месте вместо заводского способа. Потому одно дело война с марсианскими хедкрабами, где «посылка» идёт днями-неделями-месяцами, но тогда придётся и остальные компоненты и расходники производить, а другое дело существующая реальность.
Но как исследовательский проект — вполне интересен и почему бы и нет.
lonelymyp
13.03.2017 22:26+1— мы бедные повстанцы, у нас серобурмалиновая революция и нам нужно оружие!
— не беда, мы не имеем права давать вам оружие, зато мы вышлем вам отличный принтер для печати протезов коленных чашечек, в качестве гуманитарной помощи, расходные материалы к которому свободно продаются, а так же ссылку на скачивание тщательно спроектированной и опробованной нашими лучшими военными специалистами модели гранатомёта и выстрелов.rPman
13.03.2017 23:54-1именно так и будет.
прокси войны придумали давно и активно активно используются не только 'криворукой' РФwych-elm
15.03.2017 21:29Ну их «изобретению» способствует ядерное оружие, иначе вместо них были бы полноценные конфликты. Тут бы еще что-либо изобрести, что-бы и такие прокси-войны сделать невыгодными.
dtBlack
13.03.2017 14:50Мне лично больше всего понравилось —
Речь идет о том, что первая версия гранат оказалась довольно хрупкой, и корпусы некоторых из них трескались.
Интересно а стволы трескаться не будут? И какая точность оружия с такими стволами?
Есть подозрение, что на данный момент оружие созданное по этой технологии по безопасности примерно равно пищалям, то есть со всеми глазами и пальцами только "тыловые крысы".
В принципе против напечатанного приклада, кожухов и тд, я не против, но ответственные детали лучше по старинке.
rPman
13.03.2017 23:55вы не поняли, прочность вполне себе повышается исправлением модели, на примере гранаты это показали специально!
dtBlack
14.03.2017 08:11Я прекрасно понял… Выбор между точеной/фрезерованой и термообработанной деталью с высокой точность изготовления и большим ресурсом, а так же минимальным весом. И напротив сплавленная порошковой масса весом минимум раза в три больше в которой внутренних напряжений будет куча, никакущая точность изготовления, ресурс ниже плинутса и тд....
Я лично за точение ствола.
boblenin
15.03.2017 19:39Ничего страшного. Повстанцы заменяемые и цена около $100 за штуку. У тех кто порелигиозней так они вообще одноразовые, а тут хорошая вероятность что может несколько выстрелов произвести.
fpir
14.03.2017 11:15Стволы трескаться не будут, там их нет, только труба, которая направляет гранату. Это маленький простенький минамётик.
dtBlack
14.03.2017 11:59Подскажи как разгоняется граната? Можно даже про мину в минамётике.
Уточни что происходит в момент пробития капсуля?
Как работает ГП-25После пробития капсуля воспламеняется заряд который выталкивает снаряд. При этом нагрузка от воспламенения идет во все стороны, но так как там неподвижные канал ствола и дно, то расширяющиеся газы выталкивают подвижный снаряд. Принцип тот же что в любом огнестрельном оружии.
То есть нагрузка при выстреле в стволе есть, и если он хрупкий, то через трещину газы и осколки могут полететь в любую сторону, в том числе и в стрелка.
fpir
14.03.2017 12:31Какая-то нагрузка, конечно, есть. Даже на игле бойка. Но нагрузка не сравнима с нагрузкой в стволе нарезного оружия и быстро уменьшается по мере прохождения снаряда. Максимальная нагрузка там, где он, конструкционно, более прочный. Вес заряда незначительный, снаряд проходит с зазором. В общем не очень ответственная деталь-ствол миномёта. Менее ответственная, чем мина. Что, в прочем, сабж и подтвердил.
ShamanR
15.03.2017 12:49Можно и важные части печатать, главное чтобы были проведены тесты и поставлены допуски. Какая разница из чего и каким способом сделан гранатомет если он может сделать гарантированно 100к выстрелов не взорвавшись в руках.
dtBlack
15.03.2017 13:52Вот вот… главное отработать технологию, а потом кричать, а пока больше похоже на пыль в глаза...
Я думаю отработают технологию, найдут подходящие металлы, отработают контроль качества, разработают термалку и тд.
Но и тогда как мне кажется это будет метод для изготовления специального оружия для разовых операций, а для армии мирного времени(в военное время важна эффективность и дешевизна единицы, а в мирное срок службы) будет классически изготавливать оружие, так как отбраковки будет меньше.
Хотя даже сейчас для дальнобойной снайперской винтовки из изготовленных стволов, до половины отбраковывают.
Кстати у ГП25 ресурс ~400 выстрелов… 100к это даже не фантастика, а другая галактика...
Dru4
13.03.2017 17:09+2Не так всё просто. Мы за полтора года прошли путь от первых макетов, и уже готовим пускать в серию станки по послойному лазерному выращиванию. Вырастить деталь не сложно, сложно вырастить 1000 деталей и гарантировать их полную идентичность по механическим свойствам. Поэтому штучные изделия выполнять можно- в серию же это безумно дорого и, возможно пока ещё, не стабильно по свойствам.
wych-elm
13.03.2017 21:08Размер у него «комнатный».
RiseOfDeath
14.03.2017 08:30А чего "ресивер"-то не перевели? В русском языке сие именуется (покрайней мере у автоматов, винтовок и т.п.) ствольной коробкой.
Arxitektor
У меня вопрос а сколько процентов данных деталей можно изготовить на 5 координатном станке?
Правда думаю что станок думаю станок более требователен к помещению настройке и обслуживанию.
Может и правда в будущем все необходимое можно будет делать на месте.
Материалы в мешках и пара тройка универсальных станков.
Ведь на авианосцах точно есть цеха с необходимым оборудованием.
saboteur_kiev
Думаю суть в том, что станок недостаточно гибок и универсален для перепрограммирования, в отличие от 3D принтера. Печать сложных деталей (особенно с внутренней структурой) на порядок проще, чем многогранная обработка детали разными станками для достижения той же формы.
Ну и плюс ПО значительно шагнуло вперед.
Действительно для прототипа (причем чего угодно) — 3д принтеры значительно ускоряют прогресс. А может и для конечных изделий.
fpir
Станок достаточно гибок и универсален, просто ему надо больше операций, а программисту надо знать материалы и резание. А для 3D печати, как мы видим на сабже, даже сопромат побоку(фейл с трескающимися гранатами).
Garbus
Ну тут думаю два фактора совпало. Экономия времени/материала и намного меньший опыт разработки в области печати.
rPman
станок и 3D-принтер обязательно соединят, собственно уже, разными способами, постобработка печати лазерным спеканием тоже автоматизируется.
ой, встряхнут этот рынок военные ;) а то там слишком зажравшиеся сидят, цены слишком высокие, нужна хорошая конкуренция.
fpir
Вы так рассуждаете, потому, что думаете, что вещи вокруг нас сделаны из железа, это не так.
Наша цивилизация(пока что) построена на СТАЛИ, а это сплав, причём достаточно сложный. Характеристики сплава зависят от структуры, а она зависит от нескольких параметров(классическая диаграмма железо-углерод) Более того, структура может быть гибридной(аустенит+перлит, аустенит+цементит и т.д)
Так вот, пока, что в 3D печати в этом направлении конь не валялся, поэтому и делают по этой технологии всякие вещи, типа рогаток для запуливания хреновин на 150 метров, или детали, которые, вообще-то, пофиг из чего делать, из порошка, методом спекания или из говна и палок(типа прикладов).
Так что извините, предаться Вас разочаровать, напечатать автомат на поле боя дело не этого года, и даже не этого десятилетия.
Zolg
Наивный дилетантский вопрос: а SLS и порошковая металлургия не созданы ли друг для друга?
Ведь многие не самые простые стали производятся именно спеканием порошка?
fpir
Я может отстал от жизни, и порошковая металлургия уже на куда-то продвинулась, но как-то я не слышал про «не самые простые стали». Всё что я слышал про порошковую металлургию-это равномерная макро-структура и дешевизна.
Мелкодисперсная структура позволяет гарантировать, что в детали не будет других центров напряжений, кроме тех, что сами создали. А точность и чистота «чёрной» детали позволят свести мех. обработку к минимуму. Это тот случай, который я (сильно утрировано, конечно) назвал из «говна и палок» в предыдущем коменте. Ну и какой-бы современный и дорогой небыл 3D принтер, он на порядки дешевле мартена(или в разы если сравнивать армию США и остаточную стоимость мартена в Брянске)
Если мы говорим о «не самых простых сталях», к примеру, в аспекте военной техники, то это прежде всего стволы. Никто их не спекает, даже пистолетные, они проходят сложные циклы термообработки, и используются, действительно, не самые простые стали. На стволах свет клином не сошёлся, исключительно ответственные части это ходовая боевой техники, например, торсионы. С точки зрения металлургии торсионы в разы сложней стрелкового оружия и сравнимы по сложности со стволами крупнокалиберной ствольной артиллерии.
А вот броня во вполне обозримом будущем может стать порошковой, всё по той-же причине-однородная структура на макро-уровне.
Так-что да, SLS и порошковая металлургия очень подходят друг-другу, но момент, когда солдат бросает горсть гвоздей с одной стороны аппарата, а с дугой забирает пистолет, порошковая металлургия если и приближает, то не сильно.
Zolg
Вообще не специалист по материаловедению, но, например, ножи верхнего ценового сегмента почти сплошь и рядом из порошков (речь о серийных изделиях, а не штучных произведениях).
Абстрагируясь от того, что лично мне вообще представляется странным желание печатать массовые изделия (вроде стрелкового оружия) на инструменте, предназначенном для производства штучных экземпляров, кто мешает произвести те же сложные циклы термообработки на стволе, полученном печатью, а не просверливанием отверстия в прутке? Возможно еще более сложные циклы, для выравнивания последствий послойного спекания?
Или есть какие-то принципиальные препятствия к спеканию порошка из стали нужных марок?
fpir
Ствол, конструктивно, прост как кирпич. Это просто трубка. Её даже не сверлят, а прошивают.
Принципиально ничего не мешает её «напечатать», за исключением того, что чёрный ствол-деталь копеешная. А далее необходимо сформировать послойно требуемые свойства. Сделать его достаточно вязким, что-бы он работал на расширение, достаточно твёрдым поверхностно, что-бы он не истирался и достаточно жёстким, чтоб не гнулся. Возможно применить поверхностное легирование. С напечатанным стволом всё тоже самое + нам его надо ещё привести к однородной структуре на микро-уровне, что в, принципе, возможно, только зачем. Печатать на цилиндрической подложке пока не придумали, так можно было-бы получить, хотя-бы, теоретический профит от «слоистости» детали. И какой смысл иметь «принтер» и запас порошка, и небольшой заводик для термообработки или запас десятка моделей стволов + тот-же заводик, но немного попроще. А в поле просто запас стволов.
Видимо этим и объясняются порошковые ножи, ведь ножи, в упрощенном виде, плоские детали. Гипотетически(потому что не фанат и точно не знаю) можно из твёрдого, но хрупкого материала напечатать сердцевину(это будет острое жало лезвия), потом «припечатать» по бокам вязкий-мягкий, и далее декоративное покрытие. И даже термообработка не требуется, остаётся только свести. Гвозди рубить не сможете, но колбаску порезать-чистый мёд.
Хочу подчеркнуть, что это моё «диванное» мнение. Хоть я и машиностроитель, но учился 25 лет назад и конструктором или технологом работал только на практике.
black_semargl
Ствол прост и снаряд для него прост, а вот технологии их производства сложны.
Принтер же позволяет изготавливать просто сложные изделия.
Поэтому скорей и делать он должен другое вооружение — например «умные» ракеты.
black_semargl
Разумеется, какой роторной линии не конкурент, но когда нужно сравнительно немного сложных изделий (сколько там в Сирии ПТУР с начала событий было отстрелено?) — вполне годится.
gwathedhel
Вставлю свои 5 копеек. Порошковая металлургия это да, только там процесс спекания очень непрост и происходит в определенной среде (давление, газы).
Я сомневаюсь, что в ближайшее время смогут это воплотить внутри станка. Но хочу верить.
Ну и плюс вопрос с закалкой этой стали открыт.
black_semargl
Газы — без проблем. Давление при послойном спекании/сплавлении не нужно — условия контролируются уровнем нагрева.
А закалка такому материалу вообще не нужна, у него сразу правильная микроструктура.
black_semargl
Сопромат не побоку, скорей просто не учли что это материал с другими характеристиками.
Прочность например нужную сделали а на хрупкость не посмотрели.
fpir
Что мешало «испечь» образцы, испытать на стенде и забить характеристики в CAD, которая сопромат умеет? Думаю, если-б вспомнили-за день-два справились.
black_semargl
Так вот и испытали — отстрелом. Выявили баг, скорректировали.
Moskus
Ни для одной детали пятикоординатный станок не нужен, для большинстнва достаточно трехкоординатного с набором оснасток. Возможно, для каких-то нужна горизонтальная поворотная ось.