3D-печатная электроника и детали для оружия в помощь солдатам американской армии

 Исследователи Арсенала Пикатинни в Нью Джерси – организации, занимающейся военными исследованиями и производством, используют аддитивное производство и 3D-печать для создания электроники и деталей оружия, а также учебных моделей.

 Американская армия пользуется 3D-печатью уже несколько лет.  В 2014 году Пентагон намерен расширить использование 3D-технологий в своей работе. Следующий шаг в освоении 3D-печати будет заключаться в создании электроники при помощи этой технологии, что позволит печатать антенны непосредственно на шлемах, датчики – прямо на одежде, а так же создавать на 3D-принтерах такие вещи, как крылья для беспилотного летательного аппарата.

 Исследователи использовали струйный принтер и токопроводящие чернила, например, содержащие серебро, чтобы печатать электронику. Этот процесс позволяет инженерам печатать датчики непосредственно на оружии или предметах одежды. Например, радио антенна, состоящая ​​из наночастиц серебра, распечатанных на гибкой полиимидной подложке может быть встроена в шлем солдата, заменив антенну, которая в настоящее время крепится к наушникам. Или, электроника может распечатываться на боковой стороне артиллерии, что позволит сэкономить окружающее пространство.

 Среди потенциальных выгод этих исследований – создание менее габаритной, более легкой электроники, сокращение производственных отходов, а так же возможность производить необходимые предметы и зап.части на месте.

 "Вместо того, чтобы разбирать всю эту технику и устанавливать внутрь датчики и провода, я смогу просто воспользоваться своим принтером, чтобы распечатать необходимую электронику прямо на корпус модели" – рассказывает Джеймс Дзунино, сопредседатель отдела Материалов и Печатной Электроники в Пикатинни.

 "Работа с печатной электроникой по сравнению с обычной не сопряжена с химической травкой материала: вы просто наносите схемы как и где вам это необходимо. Этот способ экологически более чистый, а так же экономически более эффективный, к тому же он занимает гораздо меньше времени".

 Электроника также может быть оснащена реактивными датчиками, такими, как датчики, меняющие свойства в присутствии сибирской язвы, или датчики, помогающие обнаруживать и предупреждать о наличии того или иного химического вещества.

 В более широких масштабах, инженеры также смогут встраивать провода и печатную электронику в крылья беспилотных летательных объектов, если они будут создаваться на 3D-принтерах. Раньше было невозможно создать крыло БПЛА из цельного листа металла, потому что в нем должно быть много сложных отверстий для проводки. Но благодаря 3D-печати, инженеры имеют возможность размещать все необходимые отверстия непосредственно в процессе создания детали.

 "Можно распечатать крылья БПЛА со всей электроникой, антеннами и датчиками  таким образом, что, когда вы закончите, все это окажется внутри запаянной, герметичной системы" – сказал Дзунино.

 С помощью 3D-печати различные предметы можно создавать в считанные минуты или часы в зависимости от сложности конструкции. Это делает 3D-печать идеальной технологией для создания прототипов и производства предметов небольшими партиями.

 "Для проверки своих разработок я могу воспользоваться более дешевые материалами для печати на 3D-принтере" – рассказывает Дзунино – "и лишь после того, как смогу убедиться, что все сделано верно, я отдаю модель для печати из нержавеющей стали или титана. Это позволяет экономить средства. Кроме того, эта технология позволяет выполнять модели из различных материалов, а затем сравнивать их между собой".

3D печать  в помощь солдатам

 Ученые Picatinny надеются, что уже в ближайшее время они смогут распечатывать и собирать целые системы оружия на одном принтере. Например, противопехотная, осколочная мина направленного действия "Клеймор" может быть целиком напечатана и собрана в одной машине при использовании различных инструментов и процессов печати.

 "В идеале нам бы хотелось, чтобы у Солдат были свои собственные 3D-принтеры, когда они в боевой обстановке, с тем, чтобы они могли сами изготавливать необходимые детали, и пользоваться ими, пока мы не пришлем замену. К примеру, сейчас, если сломается кронштейн, солдатам приходится ждать замену до двух-трех недель ".

 Чтобы понять лучше как исследователи печатают электронику, посмотрите видео, в котором показано, как сотрудники компании SI2 Technologies из города Северная Биллерика, штат Массачусетс, получившие федеральное финансирование DARPA на разработку этой технологии, демонстрируют печать электропроводящими чернилами для создания схем на изогнутых поверхностях, например, на внутренней стороне солдатского шлема. Эта схема предназначена для сбора данных, так же она способна определить и сигнализировать о том, что солдат попал в условия, которые могут вызвать травмы головного мозга.

 "Солдатские шлемы и без того очень тяжелые. Поэтому любая дополнительная нагрузка очень нежелательна" – сообщил Эрик Хенди, главный научный сотрудник компании SI2 Technologies. "Это обстоятельство делает внедрение практически невесомых систем датчиков огромным преимуществом".