RS60288B1 - Poboljšani fragmentacioni projektil i metoda za njegovu proizvodnju - Google Patents

Description

Opis

[0001] Pronalazak se odnosi na metodu za proizvodnju fragmentacionog projektila srednje do velike gustine u skladu sa patentnim zahtevom 1. Takav projektil je stavljen na uvid javnosti u EP0088898 A1. Projektili koji se dele na određeni način u meti se nazivaju kao fragmentacioni projektili. Takav projektil je poznat iz EP -B1- 1 196 734 i na njegovom vrhu se nalaze velika udubljenja koja su nepovoljna sa aerodinamičke tačke gledišta. Načinjen je pokušaj da se zatvori udubljenje tipa rupe u vrhu pomoću poklopca, utikača itd. na takav način da se aerodinamika poboljšava, ali to dovodi do nesimetričnosti. Ove nesimetričnosti su pokazale da su posebno nepovoljne u mekim metama, gde se javljaju pokreti prevrtanja i neželjeni efekti fragmentacije što zauzvrat može uzrokovati velike povrede i/ili kolateralnu štetu.

[0002] US -A1- 2006/0054047 stavlja na uvid javnosti višenamenski projektil sa kinetičkom energijom sa prednjom šupljinom i delimično gotovo prilagođenim obliku pod-projektilima duktilnih teških materijala. Cilj ovog projektila je da poveća efekat širenja na meti i prodornu snagu u monoblok meti. Ovaj predmet se prvenstveno koristi kao brodska municija i uopšte za oružje velikog kalibra. Ne može se prilagoditi posebnim misijama, npr. za policijske akcije, lov ili podvodne mete itd.

[0003] Krhki metak sa bakrenim omotom (US -PS- 6,024,021) koristi nepravilno oblikovane olovne šipke stisnute zajedno. Prilikom udara na meke mete šipke stvaraju nasumično formirane fragmente, koji gube svoju kinetičku energiju ubrzo nakon udara. Takav projektil koristan je samo protiv vrlo mekih meta i napravio bi ozbiljne povrede, kada se koristi protiv ljudi ili životinja.

[0004] Drugi fragmentacioni projektil je poznat iz EP -A1- 0 088 898 sa prednjom šupljinom zatvorenom koničnim poklopcem. Osnovni elementi su centrirani u kućištu, koje je pričvršćeno zajedno kako bi se omogućilo postavljanje osnovnih elemenata. Međutim vijak za spajanje je nestabilan pri velikim ubrzanjima i aerodinamički je nepovoljan. Njegova upotreba ograničena je na teško naoružane mete.

[0005] Dalje lomljivi projektil (US -PS-4,603,637) dizajniran je za artiljerijsku vežbu. Nekoliko porcija cilindričnih odeljaka sa prednjim konusima, napravljeno je od polimernog materijala, i spajaju se zajedno i razdvajaju se neodređeno prilikom udara. Takav objekat se ne može koristiti u vojne ili policijske misije.

[0006] Podkalibarski projektil sa odbacivanjem sabota je poznat iz EP -A2- 0989 381. Mnoštvo diskova je postavljeno, jedan iza drugog i zalepljeno zajedno polimernim lepkovima. Ova tehnologija takođe rezultuje fragmentima koji nisu reproduktivno definisani.

[0007] US -B1- 9,212,876 se odnosi na projektil velikog kalibra za treniranje, napravljen od jednog komada čelika, opremljen odeljcima dizanja napona kako bi se omogućila fragmentacija. Alternativno projektil je napravljen od čeličnih odeljaka delimično zajedno zavarenih oko centralnog jezgra. Cilj predmetnog pronalaska je smanjiti površinsku opasnu zonu (SDZ -Surface Danger Zone) u zonama za trening. Takav projektil rezultuje samo u minimalnoj dubini prodora fragmenata i nije upotrebljiv za bojeve glave.

[0008] KE-bojeve glave prikazane su u US -B1- 8,662,001, koje koriste hidrostatičke principe za generisanje tačaka loma. Rezultujući fragmenti su relativno veliki i raspoređeni su oko centralnog proboja. Inherentno relativno kretanje fragmenata, prilikom pucanja i udara korisno je za stvaranje velikih šteta na naoružanim vozilima ili zgradama i ograničeno je na takve operacije.

[0009] Niti jedno od citiranih stanja tehnike nije univerzalno prilagodljivo različitim kalibarima i ne može se optimizovati za posebne misije u kratkom vremenu. Pored toga dokumenti iz stanja tehnike ne stavljaju na uvid javnosti projektile koji bi se mogli primeniti za zaustavljanje i imobilizaciju ljudi i životinja bez izazivanja teških povreda.

[0010] Cilj predmetnog pronalaska je, prema tome, stvoriti projektil koji se deli u meti na kontrolisani način na unapred definisane delove i dalje, ako se uopšte deli na fragmente veličine, koje je lako otkriti.

[0011] Sledeći cilj pronalaska je postizanje putanje koja je u najvećoj meri identična onoj od projektila sa punim omotom.

[0012] U meti, nadalje, maksimum kinetičke energije mora se deponovati koliko je god moguće na površini mete, a puni prodor mete trebalo bi izbegavati ako je to uopšte moguće. Dubina prodora fragmenta u meke mete trebalo bi da bude unapred određena, posebno tamo gde municija leti u podzvučnom rasponu.

[0013] Nije dozvoljeno da se pojave problemi sa stabilnošću prilikom ispaljivanja projektila. Deljenje u fragmente u meti treba da se izvede pogodno za svrhu misije i na kontrolisan ili orijentisan način. Projektil bi, po svom uticaju, morao biti u stanju da deluje osetljivo protiv hidrodinamičkog aksijalnog naprezanja. Nadalje, bilo bi moguće, optimizovati dubinu prodora fragmenata prema npr. rana-balistici kao i prema kriterijima kolateralnog oštećenja. Svi rezultujući rezidualni komadi trebalo bi biti što veći i što je manje mogući.

[0014] Trebalo bi biti moguće lako optimizovati unapred određene tačke loma koje su važne u fragmentacionim projektilima. To je, u skladu sa principima savremene mehanike loma.

[0015] Kako bi se minimalno trošilo u cevi za lansiranje ili cevi za oružje površina projektila treba da bude pogodna za optimizaciju. Dodatno površina projektila treba da se optimizuje prema aerodinamičkim principima.

[0016] Kalibar projektila prema predmetnom pronalasku trebalo bi da bude ostvariv za bilo šta od pištolja preko vojnog oružja malog kalibra (naoružanja) i lovačkog oružja do velikih dimenzija. Pomoću mehaničkih svojstava projektila trebalo bi biti moguće lako savladati zadnje naprezanje prilikom ispaljivanja kao i rezultirajuće centrifugalne naprezanje u slučaju okretnostabilizovanih projektila, bez narušavanja daljih ciljeva predmeta pronalaska.

[0017] Postupak proizvodnje fragmentacionog projektila trebao bi omogućiti visoku preciznost oblika projektila i predstaviti najmanje moguće konstrukcijske barijere, tako da i dosad nerealizovani oblici projektila postaju mogući. - Poželjni postupak proizvodnje mora biti u stanju da realizuje dizajne projektila orijentisane na topologiju.

[0018] Gore navedeni ciljevi su postignuti postupakom proizvodnje u skladu sa priloženim nezavisnim patentnim zahtevom 1 i projektilom priloženog nezavisnog patentnog zahteva 6.

[0019] Fragmentacioni projektil u skladu sa pronalaskom je okarakterisan karakteristikama po kojima se fragmenti gotovo uklapanju zajedno da formiraju kompaktni projektil sve do njegovog udara na metu. - Izraz "gotovo prilagođen obliku" označava da rastojanje između pojedinih fragmenata ne prelazi 100 µm.

[0020] Povoljni razvoj predmeta pronalaska je razmatran u nastavku.

[0021] Fragmentacioni projektil u skladu sa jednim tehničkim rešenjem je dizajniran na takav način da se samo minimum povezivanja prilagođenih obliku planira da se prenese kinetička energija do mete, a ne da se izvrši rad deformacije.

[0022] Poželjno - prema trenutnoj percepciji - su fragmenti koji sadrže mesing ili bronzu i/ili leguru bez olova od oboje, jer uzrokuju samo malo trošenja u cevi za lansiranje čak i bez dodatne prevlake.

[0023] Fragmentacioni projektili u kojima se fragmenti protežu oko jezgra volframa ili gde su centralni fragmenti volfram i/ili njegova legura preporučuju se ako kapacitet prodiranja treba povećati.

[0024] Proizvodnja projektila gde projektil sadrži čeličnu leguru i kod koje je njegova površina presvučena je jeftina i ne izaziva izuzetne probleme u postupku proizvodnje.

[0025] Prevlake koje sadrže kalaj, bakar ili njihove legure su u osnovi dobro dokazane u sistemima oružja.

[0026] Višestruka struktura slična okviru u skladu sa drugim tehničkim rešenjem poboljšava željeni efekat fragmentacije u meti.

[0027] Maksimalni otvor prednje šupljine koji iznosi 0.2-puta kalibra projektila je frakcija onoga što je uobičajeno prema najnovijoj tehnologiji iz stanja tehnike i garantuje optimalnu aerodinamiku i taloženje energije u meti.

[0028] Fragmenti raspoređeni u aksijalnom pravcu služe za postizanje dobrog efekta fragmentacije.

[0029] Struktura u kojoj su fragmenti oblikovani u radijalnom smeru omogućava fragmente koji prenose optimalnu energiju na površinu mete i koji prodiru u metu samo u relativno manjem obimu.

[0030] Rastojanja između fragmenata u rasponu od 3 µm do 100 µm su aerodinamički povoljna i garantuju željeni efekat u meti uprkos malom broju tačaka spajanja. Kompozite je lakše optimizovati s obzirom na njihovu gustinu nego legure metala. To omogućava nove dizajne projektila.

[0031] Kompozitni materijali koji sadrže keramiku i/ili polimere mogu se lako koristiti za željeno pomeranje tačke gravitacije u dizajnu projektila.

[0032] Šupljina koja ima najmanje u svojoj prednjoj oblasti oblik jednakostraničnog trougla pokazala se naročito pogodnom jer oštri uglovi jednakostraničnog trougla rezultuju maksimalnim i centralnim efektom zareza za fragmentaciju u meti.

[0033] Spiralno oblikovan raspored šupljine, trouglast u svom poprečnom preseku, može poslužiti za radijalnu raspodelu fragmenata ako su fragmenti oblikovani prema pravcu uvijanja projektila.

[0034] Projektili sa kinetičkom energijom, posebno meci sa strelicom, zahtevaju da puštanje opne u letu bude što reproduktivnije. To je omogućeno dizajnom gde se vrh projektila sa strelicom nalazi u šupljini.

[0035] U principu, sva tehnička rešenja gore pomenuta su pogodna za municiju za pištolj.

[0036] Ova tehnička rešenja su pogodna i za policijsku municiju i, prilagođena željenom ciljnom efektu, kao vojna municija malog kalibra.

[0037] Analogno policijskoj municiji, ciljni efekat može se uskladiti sa blizinom, vrlo važnim aspektom za stjuardese kako bi se sprečilo ozbiljno oštećenje trupa aviona (prozori, itd.); takozvana maršal municija.

[0038] Kombinacije gornjih tehničkih rešenja fragmentacionog projektila mogu se iskoristiti u savršeno pogodnoj municiji za lov jer se perforacije mogu eliminisati zahvaljujući fragmentaciji.

[0039] Borba protiv meta pod vodom sa fragmentacionim projektilima je posebno delikatan zadatak jer se projektili često dele već pri udaru o vodenu površinu. Predmet pronalaska se takođe može suočiti sa ovim problemom odgovarajućim brojem integralnih pogodnih veza. Alternativno, municija sa strelicom može se koristiti čije se spoljno telo (fragmenti) odvaja(ju) pri udaru na vodenu površinu i strelice kao projektili stabilizovani repom pucaju kroz vodu u pravoj liniji.

[0040] Analogno municiji malog kalibra, municija velikog kalibra može biti dizajnirana tako da se predmet pronalaska takođe može primeniti na njega.

[0041] U slučaju podzvučnih projektila, na primer, tekstura površine se može konstruisati sa namerom smanjenja otpora protoka, prim. WO -A1- 2013/020976. Vrh projektila, nadalje, može biti obezbeđen sa malim prigušivačem vibracije; prim. EP -A2- 2314 980.

[0042] Koristeći uobičajene metode proizvodnje i opremu, gore opisani topološki-orjentisani dizajni ne mogu se proizvesti uopšte ili samo u vezi sa većim nedostacima. Proizvodni postupak „aditivne proizvodnje“ (AM - Additive Manufacturing), s druge strane, savršeno je pogodan za takve dizajne.

[0043] Sa današnje tačke gledišta izrada projektila na osnovu "direktnog taloženja metala" (DMD - Direct Metal Deposition) sa "višestrukim snabdevačem praha" (Multipowder Feeder) i "proizvodnjom raspršivanjem praha laserski" (LPM - Laser Powder-Spray Manufacturing) dozvoljava povećanje stope proizvodnje i smanjenje proizvodnih troškova u poređenju s drugim metodama.

[0044] Svi postupci aditivne proizvodnje (AM) dozvoljavaju da se izvede naknadna mehanička završna obrada ako je pogodno, pri čemu posebno povoljni se čine oni kod kojih pre nego njegovog uklapanja u patronu, projektil se izgladi brušenjem i/ili završnom obradom cevi.

[0045] Za formiranje praznina prema postupku gde se izvor zračenja ili dovod između fragmenata koji će se formirati, isključi toliko dugo vremena da, od dopremljenog ili postojećeg metalnog ili keramičkog ili polimernog praha, 1 do 6 zrna se ne topi ili sinteruje.

[0046] U nastavku šematski ilustrovana tehnička rešenja biće prikazana i opisana. Ona se mogu proizvesti aditivnom proizvodnjom (AM):

Sl. 1 prikazuje podzvučni projektil sa njegovom patronom i pogonskim gorivom, pri čemu se projektil segmentira i deli pri udaru na tri longitudinalna dela,

Sl. 2 prikazuje alternativno, podzvučni projektil koji je segmentiran da se podeli pri udaru na tri rotaciono orjentisana dela,

Sl. 3 prikazuje projektil sa Sl.1 gledan odozgo u pravcu A, sa svoja tri longitudinalno orijentisana segmenta,

Sl. 4 prikazuje šematsku strukturu daljeg razvoja projektil prema Sl.1,

Sl. 5 prikazuje implementiranu varijantu projektila prema Sl.4 u prezentaciji preseka, koji se sastoji od različitih materijala,

Sl. 6 prikazuje rasipanje energije inventivnog projektila u odnosu na stanje tehnike,

Sl. 7 prikazuje brzinu inventivnog projektila naspram stanja tehnike,

Sl. 8 prikazuje fragmentaciju inventivnog projektila,

Sl. 9 prikazuje fragmentaciju konvencionalnog projektila,

Sl. 10 prikazuje municiju sa strelicom u šematskoj prezentaciji za podvodnu primenu, Sl. 11 prikazuje municiju sa strelicom pri udaru na vodenu površinu i

Sl. 12 prikazuje municiju sa strelicom u vodi na svom putu ka meti.

[0047] Evidentno na Sl. 1 do 3 su dve šematske prezentacije podzvučnih projektila 1, 1' sa njihovim patronama 2, tipa koji je predviđen kao municija malog kalibra za policijske intervencije. Patrone 2 su obezbeđene na poznati način sa punjenjem 3 pogonskog goriva, nabojem 4 za paljenje i osiguračem 5.

[0048] Prezentacija na Sl. 3 prikazuje da trouglasta šupljina 7 prati tri segmenta FA,FB, FC. Segmenti FA, FB, FCsu povezani međusobno integrisanim prilagođenim materijalu povezivanjima u mestima označenim sa 6, tako da nakon ispaljivanja projektila 1 do njegovog udara u metu, ostaju zajedno kao jedno kompaktno telo sa dobrim svojstvima leta.

[0049] Pri udaru u metu segmenti FA, FB, FCse raspadaju i šire na velikoj oblasti mete. Takva municija može biti ispaljena na pr. vozilo za beg tako da može izgubiti gorivo i/ili vazduh iz svojih guma.

[0050] Alternativno na Sl.1, projektil 1' prema Sl.2 je podeljen u tri radijalna segmenta F1, F2, F3. Tokom svog leta, ovaj projektil 1' je ponovo spojen integrisanim prilagođenim materijalu mestima 6 povezivanja.

[0051] Strelica na Sl.2 pokazuje na jedno mesto 6 povezivanja, vidi se u uvećanoj razmeri pored projektila 1'. Ovo mesto 6 povezivanja deluje kao razmak između susednih segmenata F1 i F2.

[0052] Ova vrsta projektila mogla bi se takođe ispaliti u policijskoj intervenciji na licima koja beže, jer može preneti maksimum energije na površinu tela i tako uzrokovati da begunac padne.

[0053] Ovi oblici projektila mogu se proizvesti sa preciznošću aditivnom proizvodnjom (AM). Šupljina 7 na Sl. 1 ima dužinu ivice koja iznosi 0.1 kalibra, dok pukotine 8 između fragmenata FA, FB, FC(videti Sl. 3) iznose 50 µm svaka. Projektil na Sl.2 sadrži pukotine 8 u obliku kalote od 10 µm svaka između segmenata F1, F2 i F3. Ove male pukotine mogu zauzvrat biti proizvedene lako sa AM na način da se izvor zračenja posebno i privremeno isključuje tokom AM postupaka. Suprotno tome, vraćanjem dovoda energije izvoru zračenja, obično se praškasti materijali tope zajedno sa fragmentima koji se spajaju na željena mesta 6 povezivanja.

[0054] Pukotine između segmenata mogu da variraju. Zbog velikog impulsa prilikom pucanja, na primer, preporučuje se da se izaberu manje pukotine u repnom odeljku projektila i veće u prednjem odeljku. Štaviše, oblici segmenata mogu se kombinovati jedan sa drugim prema principima sa Sl. 1 i Sl. 2. Takođe, pukotine ne moraju da se paralelno odvijaju i/ili mesta povezivanja mogu se rasporediti nesimetrično. Potonji kako bi uticao na pravac leta i proboj kroz definisane segmente. U meti takođe i delovi segmenata se dele na manje fragmente. Izbor materijala za fragmente je gotovo neograničen. Kao što je naznačeno na Sl. 4 u različitim otvorima, vrsta materijala može se menjati ili od segmenta do segmenta ili takođe u segmentu. Sa svim svojim varijablama dizajna, predmet pronalaska može se prilagoditi efektu željenom u meti. Pored toga, AM pruža mogućnost razvoja projektila prilagođenih svrsi primene, strategiji i intervencijskoj doktrini, to u najkraćem roku. Dodatna korist je što se projektil može postaviti za nove zadatke u kratkom roku, na primer za borbu protiv terorizma, bez potrebe za promenom metoda proizvodnje.

[0055] Koncept prema Sl. 4 prikazuje projektil 1 od bronze kalibra 7.62 koji, nakon pucanja, se ubrzava impulsom I i napušta cev puške još uvek kao kompaktni projektil u pravcu F0leta. Segmenti su ponovo označeni kao F1 do F3 a rep 10 je snažno zašiljen. Unutrašnja šupljina 11 u obliku trougla proteže se kroz najveći deo dužine projektila, dok manja šupljina 12 na prednjem delu projektila ima funkciju probijanja na meti za segmente F1 do F3. Prikaz poprečnog preseka C i prikaz D stavljaju na uvid javnosti veličinu i odnos pukotina i prikazuju narednu fragmentaciju na segmente F31, F32i F33; F21, F22i F23. Segment F1 formira analogne fragmente. Dobro su vidljiva integralna prilagođena materijalu povezivanja 6 između pojedinih elemenata (segmenata) i njihovih dimenzija u odnosu na kalibar.

[0056] Od posebnog značaja je oblik šupljina 11 i 12, u njihovim jednakostraničnim trouglovima poprečnog preseka sa oštrim uglovima od 60°, što rezultuje visokim faktorom zareza tako da se besprekorna fragmentacija obezbeđuje mehanikama loma. Ovi oblici se ne mogu proizvesti pomoću uobičajene mašinske opreme i alata. Odgovarajući postupci su opisani ispod.

[0057] Stvaran oblik projektila je prikazan na Sl. 5; segmenti u istom odeljku su ponovo označeni kao F1 do F3, i integralna prilagođena materijalu povezivanja 6 su takođe naznačene. Može se ovde videti da ugao pukotine 8 formiran između segmenta F2 i F3 je manji nego onaj formiran između segmenta F1 i F2. Ovaj dizajn pomaže da se prenese impuls I do prednje tačke projektila 1 na taj način povećavajući njegovu dubinu prodora.

[0058] Dodatno segmenti ovog projektil 1 su napravljeni od drugačijih materijala, tj. metala sa različitim fizičkim svojstvima poput specifične gustine, tvrdoće, i svojstvima klizanja itd. To omogućava prilagođavanje projektila predviđenoj efikasnosti u meti.

[0059] Dijagram Sl. 6 prikazuje izmereno rasipanje energije u Džulima po cm u zavisnosti od dubine prodora u balističkom sapunu na udaljenosti od 200 m. Rezultati inventivnog fragmentacionog projektila kalibra 7.62 su obeleženi AM i prikazani kao neprekinuta linija, dok su rezultati projektila istog kalibra iz stanja tehnike su obeleženi sa Stanje Tehnike i prikazani kao prekinuta linija.

[0060] Očigledno je da, u poređenju sa projektilom tehnologije iz stanja tehnike, inventivni projektil označen sa AM pokazuje otprilike tri puta veće rasipanje energije sa odgovarajućim amplitudama na rastojanju pucanja od 200 m. Takođe su upečatljive vrednosti pika inventivnog projektila pri dubini prodora od 8 do 13 cm.

[0061] Putanje dva projektila su prikazana analogno na Sl. 7. Neverovatno je da dva projektila, nakon identične brzine pucanja v0od 320 m/s, pokazuju takve različite krajnje brzine nakon rastojanja od 200 m: AM = 294 m/s naspram samo 244 m/s projektila tehnologije iz stanja tehnike.

[0062] Raspodela fragmenata, aditivno proizvedenog projektila AM je okarakterisana sa nekoliko velikih i lako uklonjivih fragmenta F kao što je prikazano na Sl.8.

[0063] Sl.9, sa druge strane, prikazuje prema stanju tehnike, mnoštvo malih fragmenata S koji se mogu ukloniti samo poteškoćama ili uopšte ne, raspoređenih na širokoj oblasti.

[0064] Iz grafičkih razloga fragmenti F i S na Sl.8 i 9, redom, prikazani su u jednoj ravnini, dok su u stvarnosti radijalno raspoređeni u pravcu u kom su ušli u metu.

[0065] Diskutovani primer projektila, je proizveden kao prototip 3D štampanja primenom postupaka tehnologije topljenja laserom praškastog sloja (LBM - Laser Beam Technology). Sastoji se od: Cu 77.0%, Ni 14.7%, Sn 6.8%, P 1.5% (procentualno po masi) sa veličinom zrna od 53 µm do 99%.

[0066] Sl. 10 do 12 imaju za cilj da predstave moguću posebnu primenu. Prema Sl. 10 projektil 1" se ispaljuje se brzinom v, odozgo na vodenu površinu na podvodnu metu. Strela ili strelica 13 smeštena je u centralnom šupljem prostoru 9 projektila formiranom segmentima F1. Projektil 1" udara vodenu površinu pri brzini v', Sl. 11. Segmenti F1 se otcepljuju pri udaru. Strela 13 sada prodire u vodu, Sl.12, i puca, stabilizovana svojim repom 14, u pravoj liniji ka meti.

[0067] U poređenju sa konvencionalnim metodama dizajniranja i pripadajućim materijalnotehničkim i oprema-tehničkim ograničenjima, topološki orijentisani dizajni omogućavaju u osnovi nove oblike projektila sa specifičnim i poboljšanim funkcijama i efektima.

[0068] Svi dizajni stavljeni ovde na uvid javnosti mogu se proizvesti bez potrebe za specijalnim alatima, direktno pomoću kompjuterski potpomognutog dizajniranja (CAD - Computer Aided Design) u smislu kompjuterski integrisane proizvodnje (CIM - Computer Integrated Manufacturing) i efikasno u malim serijama. Pregled dat u daljem tekstu omogućava običnom čoveku obučenom u oblasti tehnike, da odabere postupak izrade pogodan za primenu pri ruci i da pronađe odgovarajuću mašinu.

Proizvodnja projektila prema pronalasku

[0069] Novi dizajn zahteva specifičnu vrstu proizvodnje. Trenutno tehnologije 3D štampanja metala su predviđene. Odgovarajuća terminologija se primenjuje na više različitih načina, dok različita imena koriste različiti proizvođači opreme. Norme i standardizacija su samo na njihovom putu. Tri glavne vrste tehnologija 3D štampanja su:

1. Tehnologija topljenja laserom praškastog sloja (LBM)

2. Tehnologija topljena mlazom elektrona praškastog sloja (EBM - Electron Beam Technology)

3. Tehnologija topljenja sprej laserski/mlazom elektrona (LFM/EFM – Spray Laser/Electron Beam Technology )

[0070] LBM pruža visoku preciznost i malu hrapavost površina i uglavnom se koristi da se proizvedu složene unutrašnje šupljine. - Brzina proizvodnje je mala.

[0071] EBM je brža nego LBM; rezultuje nižim toplotnim naprezanjem usled predgrevanja praha. - Dobijena tekstura je relativno gruba, a složene unutrašnje šupljine trenutno nisu moguće.

[0072] LFM/EFM omogućava proizvodnju velikih delova takođe. - Naročito EFM zahteva proizvodnju u vakuumu ili u helijumskoj atmosferi; oprema i održavanje su skupi. I LFM i EFM trenutno ne dozvoljavaju složenim strukturama niti da utiču na svojstva materijala u različitim slojevima proizvoda, i manje su precizni od dve prethodne metode. Dalji razvoj konvencionalne tehnologije metalizacije (metalni mlaz) do direktnog taloženja metala (DMD) sa višestrukim snabdevačem praha za "proizvodnju raspršivanjem praha laserski" (LPM) izgleda vrlo obećavajuće za AM velikih količina takođe i malih proizvoda kao što su projektili malog kalibra.

[0073] Kao rezultat velikih količina potrebnih projektila, čini se da je samo aditivna proizvodnja (AM) adekvatna. Selektivno lasersko topljenje (SLM - Selective Laser Melting), metoda koja pripada prvom popisanom LBM, omogućava upotrebu širokog spektra praškastih materijala, npr. na bazi gvožđa, nikla, aluminijuma, titanijuma, kao i od mesinga i legura bronze u atmosferi argona ili azota. Generalno legure sa niskom tačkom topljenja i pritiskom pare mogu ometati optičke uređaje opreme i stoga im je potrebna posebna pažnja. Konvencionalni laserski sistemi se, zbog refleksija i male apsorpcije energije, ne preporučuju za aditivnu proizvodnju dizajna sa bakarnim legurama; novorazvijeni plavi i zeleni impulsni laseri čine se pogodnijim.

[0074] U osnovi sve metode AM su primenljive na nove dizajne projektila. Drugim rečima, nove metode proizvodnje sa poboljšanom tehnologijom materijala omogućavaju nove dizajne i precizne proračune opterećenja i kompjuterske simulacije korišćenjem metoda mehanike loma. Teksture materijala traženih svojstava (metalografske mikrografije) mogu se dizajnirati i realizovati za posebne potrebe. Bilo bi moguće kombinovati ili integrisati različite AM metode u istu opremu ili u različite faze proizvodnje.

[0075] Konvencionalno oblikovanje metala sečenjem npr. brušenjem ili završnom obradom cevi (Trowalisieren®, robna marka Walther Trowal GmbH & Co. KG, D-42781 Han) može se lako dodati u AM.

[0076] Današnje AM tehnologije su ograničene na količine do 3,000 komada, zbog troškova i opreme. Potražnja za velikim količinama, kao što su oni za projektile, očekuje se od strane eksperta da se adekvatno proizvodi pri odgovarajućim troškovima nakon 2025. godine.

Spisak pozivnih oznaka

[0077]

1, 1' Projektili

1" Projektil za podvodne mete

2 Patrona

3 Punjenje pogonskog goriva

4 Naboj za paljenje

5 Osigurač

6 Mesta povezivanja

7 Šupljina, trouglasta (Δ)

8 Pukotina

9 Šuplji prostor

10 Rep od 1

11 Unutrašnja šupljina (centralna, u obliku trougla)

12 Manja šupljina (napred)

13 Strelica (podvodni projektil)

14 Rep (stabilizacija podvodnog projektila) AM Aditivna proizvodnja / Inventivni Projektili d Rastojanje

I Impuls

F, S Fragmenti (u sapunu)

FA, FB, FClongitudinalno poravnani segmenti Pd Dubina proboja (penetration depth) v0Brzina pucanja

v Brzina leta

v' Trenutna brzina leta

F0Pravac leta (nakon izlaska iz cevi puške) Prikaz C--C i D--D horizontalni rezovi

Claims (15)

Patentni zahtevi

1. Postupak za proizvodnju fragmentacionog projektila (1-1") koji se delimično sastoji od definisanih gotovo prilagođenim obliku segmenata (FA,FB;F1-F3) srednje do velike gustine, koji imaju mesta (6) povezivanja između uzastopnih longitudinalno i/ili radijalno orjentisanih segmenata (FA,FB;F1-F3), pri čemu navedeni segmenti (FA,FB;F1-F3) i mesta (6) su proizvedena aditivnom proizvodnjom (AM), tako da su segmenti (FA,FB;F1-F3) gotovo prilagođeni obliku i delimično prilagođeni materijalu da ostanu zajedno da formiraju kompaktni projektil (1-1") do njegovog udara na metu.

2. Postupak za proizvodnju fragmentacionog projektila (1-1") prema patentnom zahtevu 1, naznačen time što projektil (1-1") je proizveden postupkom "tehnologije topljenja laserom praškastog sloja" (LBM), pri čemu pukotine (8) se stvaraju sa izvorom zračenja privremeno isključenim toliko dugo vremena da, od dopremljenog ili postojećeg metalnog ili keramičkog ili polimernog praha, 1 do 6 zrna se ne topi ili sinteruje.

3. Postupak za proizvodnju fragmentacionog projektila (1-1") prema patentnom zahtevu 1 ili 2, naznačen time što projektil (1-1") je proizveden proizveden postupkom "tehnologije topljenja laserom praškastog sloja" (LBM) sa veličinom zrna od 53 µm do 99%, koja se sastoji od Cu 77.0%, Ni 14.7%, Sn 6.8% i P 1.5% (procentualno po masu).

4. Postupak za proizvodnju fragmentacionog projektila (1-1") prema patentnom zahtevu 1, naznačen time što projektil (1-1") je proizveden na osnovu "direktnog taloženja metala" (DMD) sa "višestrukim snabdevačem praha" i/ili "proizvodnjom raspršivanjem praha laserski" (LPM).

5. Postupak za proizvodnju fragmentacionog projektila (1-1") prema jednom od patentnih zahteva 1 do 4, naznačen time što, pre njegovog uklapanja u patronu (2), projektil (1-1") se izgladi brušenjem i/ili završnom obradom cevi.

6. Fragmentacioni projektil (1-1") proizveden aditivnom proizvodnjom (AM) prema patentnim zahtevima 1 do 4, sa definisanim gotovo prilagođenim obliku segmentima (FA,FB,FC;F1-F3) srednje do velike gustine, naznačen time što uzastopni segmenti (FA,FB,FC;F1-F3) su gotovo prilagođeni obliku sa pukotinama (8) koje variraju od 3 µm do 100 µm poželjno od 8 µm do 10 µm i koji sa delimično prilagođenim materijalu mestima (6) povezivanja formiraju kompaktni projektil do njegovog udara na metu.

7. Fragmentacioni projektil (1-1") proizveden aditivnom proizvodnjom (AM) prema patentnom zahtevu 6, naznačen prednjom šupljinom (7) i mestima (6) između definisanih segmenata (FA,FB,FC), pri čemu segmenti (FA,FB,FC) su skupa gotovo prilagođeni obliku da formiraju kompaktni projektil do njegovog udara na metu.

8. Fragmentacioni projektil (1-1") proizveden aditivnom proizvodnjom (AM) prema patentnom zahtevu 7 naznačen time što šupljina (7) ima najmanje u svojoj prednjoj oblasti oblik jednakostraničnog trougla, i/ili je u najmanje u jednom prednjem segmentu (F1) spiralnog oblika u suprotnom pravcu od zavrtanja (D) projektila, i/ili ima maksimalan otvor koji iznosi 0,2-puta kalibra projektila.

9. Fragmentacioni projektil (1-1") proizveden aditivnom proizvodnjom (AM) prema patentnom zahtevu 6, naznačen time što segmenti (FA,FB,FC;F1-F3) se sastoje od mesinga ili bronze i/ili legure bez olova oboje, i/ili se protežu oko stralice(13) volframa ili da su centralni segmenti volfram i/ili njegova legura, i/ili, projektil (1-1") se sastoji od legure čelika i da je njegova površina presvučena, pri čemu se naročito prevlaka sastoji od kalaja, bakra ili njihove legure.

10. Fragmentacioni projektil (1-1") proizveden aditivnom proizvodnjom (AM) prema patentnom zahtevu 6, naznačen time što segmenti (FA,FB,FC;F1-F3) formiraju okvir najmanje dva dela čiji okvir (FA,FB) ostaje spojen do udara na metu i koji ima opadajući otpor prema lomu prema vrhu (F1).

11. Fragmentacioni projektil (1-1") proizveden aditivnom proizvodnjom (AM) prema patentnom zahtevu 6, naznačen time što najmanje deo segmenata se sastoji od kompozitnog materijala, pri čemu naročito kompozitni materijal sadrži keramiku i/ili polimere.

12. Fragmentacioni projektil (1-1") proizveden aditivnom proizvodnjom (AM) prema patentnom zahtevu 7, naznačen time što u šupljini (7) vrh projektila sa strelicom je smešten.

13. Primena projektila (1-1") prema najmanje jednom od patentnih zahteva 6 do 11 kao municije za pištolj ili policijske municije ili vojne municije malog kalibra ili municije u lovačke svrhe.

14. Primena projektila (1-1") prema najmanje jednom od patentnih zahteva 6 do 11 kao minobacačke ili artiljerijske municije.

15. Primena projektila (1-1") prema patentnom zahtevu 12 kao municije za podvodne mete.