ОДНОСЛОЙНЫЕ И ДВУХСЛОЙНЫЕ КОРПУСА СУДОВ ДЛЯ АДДИТИВНОГО ПРОИЗВОДСТВА

SINGLE-LAYER AND TWO-LAYER SHIP HULLS FOR ADDITIVE PRODUCTION

Ksenia Kushner

master student, Department of Shipbuilding and Energy Complexes of Marine Engineering, Astrakhan State Technical University,

Russia, Astrakhan

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена совершенствованию технологии 3D печати корпусов судов и различных судовых конструкций. В работе предложены варианты конструкций корпусов маломерных судов и их элементов, которые могут стать основой малого инновационного производства. Предложен вариант исполнения однослойных конструкций корпуса с внутренним, пустотелым или легким заполнителем, набором по обшивке или без набора. Также предложен вариант двухслойной конструкции, состоящей из наружной и внутренней оболочек, между которыми расположены ребра жесткости, выполняющие роль набора. Определены перспективные направления развития корпусных трехслойных конструкций.

ABSTRACT

The article is devoted to improving the technology of 3D printing of ship hulls and various ship structures. The paper proposes design options for the hulls of small vessels and their elements, which can become the basis for small innovative production. A variant of the execution of single-layer structures of the body with an internal, hollow or lightweight aggregate, a set of sheathing or without a set is proposed. A variant of a two-layer structure is also proposed, consisting of an outer and an inner shell, between which there are stiffening ribs that act as a set. The promising directions for the development of three-layer hull structures have been determined.

Ключевые слова: 3D печать, корпус судна, конструкция судна.

Keywords: 3D printing, ship hull, ship structure.

Пластические массы и пластики представляют особый интерес для современного судостроения. В основу пластиков входят синтетические высокомолекулярные смолы, а в некоторых случаях, эфиры целлюлозы. Дополнительные компоненты: наполнители, пластификаторы, стабилизаторы, красители повышают физико-механические свойства готовых изделий и упрощают процесс их изготовления.

Развитие современных технологий аддитивного производства позволяет проектировать и изготавливать различные изделия с применением 3D печати [1]. В работе предложены варианты конструкций корпусов маломерных судов и их элементов, которые могут стать основой малого инновационного производства.

Корпуса судов и различные судовые конструкции внутреннего оборудования, изготовленные с использованием аддитивных технологий, предлагается подразделить на следующие типы: однослойные, двухслойные и трехслойные.

Рисунок 1. Мидель-шпангоут маломерного судна с однослойной обшивкой

Однослойные конструкции корпуса изготавливаются с внутренним, пустотелым или легким заполнителем, набором по обшивке или без набора (рис. 1).

Без набора допускается изготовление некоторых типов шлюпок, при наличии внутренней оболочки корпуса, образовавшееся пространство между оболочками заполняется пенополиуретаном для обеспечения запаса прочности и плавучести (рис. 2).

Рисунок 2. Поперечное сечение шлюпки из пластика с наполнителем

Двухслойные конструкции предлагается образовывать из наружной и внутренней оболочек, между которыми расположены ребра жесткости, выполняющие роль набора. Использование технологии 3D печати в такой конструкции позволяет создавать обшивку и набор в виде монолитной жесткой крупноячеистой решетки (рис. 3).

Рисунок 3. Монолитная двухслойная конструкция с набором

Одним из перспективных направлений развития корпусных конструкций на основе аддитивных технологий является разработка трехслойных конструкций, которые состоят из двух наружных несущих слоев и внутреннего слоя из легкого наполнителя, прочно связанного с несущими слоями. Такие конструкции могут изготавливаться без набора, так как они обладают высокой жесткостью. Сопротивляемость таких конструкций сжимающим нагрузкам значительно выше сопротивляемости однослойных конструкций одинаковой массы [2].

Различные конструкции переборок внутреннего оборудования могут быть изготовлены с набором или без него, гофрированными или гладкими. Для переборок наполнитель является предпочтительнее, так как позволяет расположить различное оборудование и аппаратуру без установки теплоизоляции.

Список литературы:

1. Гибсон Я., Розен Д., Стакер Б. Технологии аддитивного производства //М.: Техносфера. – 2016.
2. Козлов С. Д., Федонюк Н. Н. Исследование влияния состава и структуры многослойного гибридного композиционного материала на прочность и жесткость выполненной из него обшивки корпуса судна //Труды ЦНИИ им. акад. АН Крылова. – 2006. – №. 27. – С. 85-98.