f2019
Drodzy Czytelnicy,
Co nadaje sens życiu człowieka? Z pewnością cel, do którego dąży lub chce dążyć. Nie chodzi rzecz jasna o jakiś cel doraźny, pośredni, rzecz do załatwienia, ale o cel nadrzędny, który chciałby swoim życiem osiągnąć. Jeśli cel jest wzniosły, to i życie najczęściej będzie szlachetne. Jeśli zaś cel będzie pospolity, byle jaki, to i życie będzie takie właśnie. A że cel w życiu każdy musi sobie wyznaczyć to przecież jasne, bo życie bez celu to smutek i pustka.
Spełnienia marzeń, pragnień – takie życzenia można usłyszeć nie raz przy rozmaitych okazjach. Pragnienia mogą być jednak różne, także niegodne. Życzyć komuś spełnienia takich zamysłów byłoby poniekąd jak współudział w czymś niegodziwym. Należy również pamiętać, że choćby cel był nie wiem jak wzniosły to nie uświęci środków do jego realizacji. One też muszą być dobre i godne.
W imieniu zespołu „Projektowania i Konstrukcji Inżynierskich” dziękuję Państwu za kolejny wspólny rok, wszystkie życzenia, które otrzymaliśmy i życzliwość, z jaką się spotykamy z Państwa strony. Namawiam do zachęcania innych do lektury naszego magazynu, który – jak mam nadzieję (bo starania na pewno będziemy podejmować) – będzie coraz lepszy i ciekawszy.
W nowym roku życzę Państwu odwagi w wyznaczaniu sobie wspaniałych celów, a tym, którzy taki cel już mają życzę wytrwałości w dążeniu do niego.
Przemysław Zbierski
Jakub Marszałkiewicz
W okresie powojennym układ kaczka rozpowszechnił się od lat 70-tych, głównie wśród samolotów bojowych. Pierwszym seryjnie produkowanym myśliwcem w tym układzie był szwedzki SAAB J-37 Viggen z 1967 r. W latach 80-tych powstały podobne konstrukcje w postaci projektów francuskiego myśliwca Rafale, szwedzkiego SAAB JAS-39 Gripen oraz europejskiego Eurofighter, które następnie weszły do produkcji. W Izraelu opracowano własną wersję francuskiego Mirage 5, oznaczona jako IAI Kfir z przednim usterzeniem. Sami Francuzi także opracowali odmianę Mirage 5 Milan z takim usterzeniem (lecz w wersji chowanej do kadłuba), ale nie weszła ona do produkcji. W Chinach wprowadzono do służby myśliwce Chengdu J-9, J-10 oraz najnowszy Chengdu J-20. Powstał także szereg prototypów bombowców z amerykańskim XB-70 Valkyrie na czele. W lotnictwie komunikacyjnym układ ten znalazł ograniczone zastosowanie. Canardy miał europejski Concorde oraz radziecki Tu-144.
Canardy Burta Rutana
W lotnictwie sportowym i ogólnym układ kaczka także nie stał się popularny, choć na uwagę zasługują konstrukcje Burta Rutana z USA1. Pierwszą kaczką Rutana był VariViggen z 1972 r. o dość prymitywnej skrzynkowej drewnianej konstrukcji, którego zbudowano około 20 sztuk w garażowych warunkach.
Rys. 1 Samoloty Burta Rutana – sportowy VeriEze oraz biznesowy Beechcraft Starship
Konstruktor wzorował swą ideę na szwedzkim J-37 Viggen oraz amerykańskim XB-70. Pierwszą konstrukcją, która przyniosła Rutanowi rozgłos był VariEze z 1975 r. Miał on konstrukcję kompozytową, z tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknem szklanym. Prototyp, oznaczony jako Model 31, zadebiutował publicznie podczas spotkania EAA Fly-In (obecnie AirVenture) w Oshkosh w 1975 r. W tym samym roku jego brat Dick Rutan ustanowił na VariEze rekord świata odległości lotu na świecie w klasie poniżej 500 kg. Opracowano potem odmianę Long-EZ, która miała zasięg 2010 mil (3230 km), ponad dwa razy większy niż VariEze. Samolot był dostosowany do budowy garażowej przez prywatnych konstruktorów. W ten sposób powstało ponad 800 samolotów VeriEze. Niestety około 200 z nich uległo wypadkom, w których życie straciło ponad 40 pilotów. Są to wyniki raczej typowe dla samolotów o konstrukcji amatorskiej przeznaczonych do samodzielnego montażu.
cały artykuł dostępny jest w wydaniu 12 (147) grudzień 2019
(komentarz gospodarczy)
Kiedy wprowadza się prohibicję alkoholową, tworzą się meliny. W odpowiedzi państwo wydaje dodatkowe środki finansowe na ich zwalczanie. Kiedy zakazano handlu w większość niedziel, Żabki, chcące nadal prowadzić biznes w ten dzień, stały się placówkami pocztowymi.
Tomasz Cukiernik
W tak samo bezmyślny sposób działają unijne regulacje. Absurdalna walka Unii Europejskiej z dwutlenkiem węgla doprowadza do tego, że unijna gospodarka jest zarzynana, a światowa emisja tego gazu... zwiększa się. Dzieje się tak dlatego, że w efekcie przemysł w UE jest wygaszany na rzecz tańszego importu np. stali, aluminium czy cementu. A po pierwsze, wyprodukowanie tych towarów w niezmodernizowanych instalacjach rosyjskich, tureckich czy chińskich powoduje większą emisję CO2 niż ich produkcja w krajach UE. Po drugie zaś, dochodzi do tego transport do UE, który również jest odpowiedzialny za emisje gazów cieplarnianych. W rezultacie Bruksela wymyśliła, że należy wprowadzić graniczny podatek węglowy, aby te importowane, tańsze towary stały się droższe, a ich przywóz do UE nieopłacalny. W kogo to uderzy? Oczywiście nie tylko w zagranicznych eksporterów, ale również w gospodarki krajów Unii.
Inny przykład. Wymuszone przez eurokratów radykalne zwiększenie stawek akcyzy od wyrobów tytoniowych i alkoholu powoduje ich coraz wyższe ceny na rynku wspólnotowym. W rezultacie bardziej opłaca się produkować te towary poza oficjalnym obiegiem albo przemycać je z krajów sąsiednich. Czy Bruksela poszła po rozum do głowy i zaproponowała obniżkę akcyzy? Nie! Najpierw krajom członkowskim nakazała wprowadzenie systemu monitorowania drogowego przewozu towarów akcyzowych, takich jak paliwo, alkohol czy susz tytoniowy. Jednak i ten system ma dziury, więc zaczęła naciskać na Ukrainę, by ta wprowadziła wyższe kary za przemyt. Pod tą presją władze w Kijowie zdecydowały się na zwiększenie wysokości grzywien, by zadowolić Unię. W ten sposób z przedsiębiorców robi się przestępców.
cały artykuł dostępny jest w wydaniu 12 (147) grudzień 2019
David Budge z australijskiej firmy Aurora Labs rozmawiał z potencjalnymi inwestorami na temat wysokowydajnej metody druku 3D. Był trochę rozczarowany podejściem rozmówców, którzy zazwyczaj stwierdzali, że gdyby rzeczywiście jego koncepcja była słuszna, na pewno Amerykanie zrobiliby to pierwsi. Tymczasem nad jednymi z najbardziej wydajnych technik wytwarzania przyrostowego pracują właśnie Australijczycy.
Jacek Zbierski
Większość producentów urządzeń do wytwarzania przyrostowego elementów z metalu w swoich pracach rozwojowych koncentrowała się w ostatnich latach na parametrach procesu technologicznego, mających przełożenie na jakość finalnego produktu, tak aby sprostać wyśrubowanym normom wymagających sektorów przemysłowych, takich jak lotnictwo i motoryzacja. Dzięki temu mamy do czynienia z szeroką ekspansją technologii wytwarzania przyrostowego. Jak szacuje Deloitte Global, światowy rynek sprzedaży w branży druku 3D w 2020 roku osiągnie wartość ponad 3 mld dolarów, co oznacza wzrost ok. 300% w skali dekady.
Dysza systemu SP3D
Doskonalenie technologii pod kątem produktów wysokiej jakości to jednak tylko jedna z dróg rozwoju wytwarzania przyrostowego. Inny kierunek obrali inżynierowie dwóch różnych przedsiębiorstw z Australii, którzy zupełnie niezależnie od siebie, postanowili skupić się bardziej na wydajności procesu technologicznego, a co za tym idzie – na szybkości wytwarzania. Obie firmy rozwijają swoje rozwiązania w oparciu o zupełnie inne techniki przyrostowe.
SP3D
Byron Kennedy i Steve Camilleri, przez lata byli zaangażowani w rywalizację w ramach World Solar Car Challenge, wyścigu pojazdów solarnych przez australijskie pustkowia na dystansie ponad 3 tys. km. Po sukcesie z 2000 roku, kiedy to pojazd ich konstrukcji, Desert Rose, zwyciężył w wyścigu, odnieśli kolejny sukces, komercjalizując opracowaną przez siebie technologię tarczowych silników elektrycznych. W 2015 roku założyli firmę SPEE3D, stawiając sobie za cel uproszczenie technologii wytwarzania elementów z metalu.
Na płaszczyźnie roboczej zamontowanej na ramieniu robota przemysłowego powstają elementy ważące do 45 kg
Opracowana i opatentowana przez nich metoda druku przestrzennego nosi nazwę SP3D (od Supersonic 3D Printing) i bazuje na technologii gazodynamicznego natryskiwania na zimno (ang. cold spray). Wykorzystuje ona nieruchomą, skierowaną pionowo ku górze dyszę specjalnej konstrukcji, rozpędzającą drobiny sproszkowanego metalu do prędkości rzędu Mach 3 w strumieniu sprężonego powietrza. W odróżnieniu od innych, podobnych procesów, nie wymaga użycia gazów obojętnych ani środowiska próżniowego.
SPEE3D w akcji
Proces wytwarzania elementów przebiega na płaszczyźnie roboczej, zamocowanej na ramieniu robota przemysłowego. Wydajność procesu wynosi nawet do 100 g/min, czyli kilka razy więcej w odniesieniu do technologii LMD i wielokrotnie więcej w porównaniu z rozpowszechnioną technologią SLM. Wydrukowane elementy wymagają obróbki cieplnej w piecu i podstawowego wykończenia skrawaniem. Jako że celem SPEE3D było opracowanie technologii szybkiej i przystępnej, druk metodą SP3D nie może konkurować z metodami opartymi o działanie lasera pod względem precyzji wykonania, ale wyróżnia się na polu wydajności i niskich kosztów. Niekoniecznie jest więc alternatywą dla innych techniki wytwarzania przyrostowego, a raczej dla bardziej konwencjonalnych technologii, jak kucie i odlewanie.
Na tegorocznych targach Formnext we Frankfurcie nad Menem, SPEE3D zademonstrował w praktyce działanie SPEE3Dcell, kompleksowego stanowiska produkcyjnego, obejmującego drukarkę, piec do obróbki cieplnej i 3-osiowe centrum obróbcze. Podczas demonstracji goście stoiska mogli zapoznać się z całościowym przebiegiem procesu produkcyjnego w ciągu nie godzin, lecz minut. Niedawno firma ogłosiła rozpoczęcie programu wdrożeniowego swoich urządzeń w australijskiej marynarce wojennej. W jego ramach zostaną zbadane możliwości wykorzystania druku metodą SP3D w bieżących naprawach na pokładzie okrętów patrolowych.
MCP
Inna firma z antypodów, Aurora Labs, obrała zupełnie inną drogę. Ich rozwiązania technologiczne to udoskonalone na poziomie konstrukcyjnym metody laserowego spiekania proszków metalicznych. Najnowszy produkt firmy to urządzenie RMP1 (Rapid Manufacturing Printer One), wykorzystujące opatentowaną technologię MCP (Multi-layer Concurrent Printing), umożliwiającą równoczesne nakładanie i spiekanie nie jednej, lecz kilku warstw proszku w jednym przebiegu głowicy proszkującej. Stopniowana głowica jest tak skonstruowana, że pozwala na naprzemienne spiekanie proszku na kolejnych warstwach, w miarę przemieszczania się głowicy po obszarze roboczym. Cały proces jest skalowalny, co oznacza, że zwiększając rozmiar obszaru roboczego, liczbę laserów i stopni głowicy proszkującej można proporcjonalnie zwiększać wydajność urządzenia.
Schemat działania stopniowanej głowicy proszkującej
Obecnie prototypowa drukarka RMP1 osiąga wydajność 350 kg dziennie. Co więcej konstruktorzy i technolodzy firmy pracują nad dalszym rozwojem metody MCP i dążą do osiągnięcia poziomu wydajności rzędu 1000 kg dziennie. To, że etap badawczo-rozwojowy MCP jeszcze nie dobiegł końca, nie oznacza, że taka technologia jest zupełnie futurystyczna. Wręcz przeciwnie, Aurora Labs, prezentująca prototypową drukarkę na targach Formnext, może się już pochwalić pierwszymi zamówieniami na RMP1. To urządzenie sprawdzi się wszędzie tam, gdzie wykorzystywane są przyrostowe techniki oparte o działanie lasera. Z tym, że związany z wdrożeniem technologii MCP wzrost wydajności może oznaczać, że dotychczasowe metody produkcji proszków metalicznych okażą się niewystarczające. Aurora Labs i w tej dziedzinie planuje zaproponować rozwiązanie zapewniające wzrost wydajności. PPU (Powder Production Unit) ma umożliwić produkcję 5 tys. kg proszku metalicznego dziennie w niższej cenie niż w przypadku obecnie dostępnych surowców. Można więc powiedzieć, że ideał szybkiego wytwarzania nabiera kształtu nie w USA ani Chinach, ale właśnie w Australii.
Jacek Zbierski
auroralabs3d.com
spee3d.com
artykuł pochodzi z wydania 12 (147) grudzień 2019
Listopadowe targi Boot & Fun w Berlinie to doroczny przegląd żeglarskiej oferty na niemieckim rynku. Z punktu widzenia techniki jachtowej przybysza z Polski niewiele może zadziwić. Sporo bowiem najciekawszych konstrukcji powstaje u nas. Według wielu źródeł Polska jest największym po USA na świecie producentem jachtów motorowych.
Ryszard Romanowski
Jednakże każda ekspozycja żeglarska pozwala znaleźć ciekawe rozwiązania. Berlińczycy mają to, czego nam brakuje. Około 800 km dróg wodnych w obrębie samej tylko aglomeracji, którymi bez trudu dostać się można do każdego niemal miejsca kontynentu oraz wypłynąć na morze. Nic dziwnego, że jachty bywają znacznie większymi obiektami pożądania niż chociażby samochody. O ile pływanie po Sprewie, Haweli i kanałach dostarcza dużo przyjemności, to z jazdą samochodem po zatłoczonych ulicach jest zupełnie odwrotnie. Jachty prywatne, firmy oferujące czartery i rejsy wycieczkowe to ogromny rynek, na którym od lat obecni są polscy producenci, tacy jak np. Delphia Yachts.
W berlińskich halach targowych podziwiano jachty polskiej stoczni Galeon
W halach targowych, znajdujących się w cieniu słynnej berlińskiej wieży radiowej z lat trzydziestych, podziwiano jachty polskiej stoczni Galeon. Zwracające uwagę śmiałe projekty, perfekcyjne wykonanie i luksusowy wystrój kabin przyciągały tłumy zwiedzających. Podobnie jak oferująca ogromną gamę jachtów, zarówno motorowych, jak i żaglowych, Bavaria. Producent ten ma również głębokie związki z polskimi stoczniami. Efektownie zaprojektowane i perfekcyjnie wykonane duże jachty motorowe lepiej jednak prezentowałyby się przy kejach Monte Carlo lub Cannes. Berlińskie hale były trochę zbyt ciasne. Oglądając jachty żaglowe trudno było nie zauważyć obecnej na wielu stoiskach firmy z Giżycka – Żaglownia T&J Sails. Na nic bowiem najlepsza nawet konstrukcja bez dobrego żagla.
cały artykuł dostępny jest w wydaniu 12 (147) grudzień 2019
Specjalistyczny portal inżynierski dla osób zaangażowanych w tworzenie produktów – maszyn, urządzeń, mechanizmów, podzespołów, części, elementów itd. – od koncepcji do ostatecznego wykonania.