УНІФІКОВАНИЙ УТИЛІЗАЦІЙНИЙ КУМУЛЯТИВНИЙ ЗАРЯД ДЛЯ ГУМАНІТАРНОГО РОЗМІНУВАННЯ ТЕРИТОРІЙ
DOI:
https://doi.org/10.20998/2078-5364.2025.4.09Ключові слова:
утилізаційний кумулятивний заряд, гуманітарне розмінування, контрольований підрив, технологія 3D-друку, високонаповнений філамент, дисперсність наповнювача, технологічні властивості композитуАнотація
У роботі представлено комплексне дослідження перспектив застосування адитивних технологій і матеріалознавчих підходів для розробки малогабаритних утилізаційних засобів гуманітарного розмінування на базі композиційних філаментів із високим ступенем наповнення. Метою дослідження було оцінити матеріалознавчу обґрунтованість підходу й виявити ключові чинники, що визначають баланс між ефективністю дії, технологічністю виготовлення, мобільністю виробництва та екологічною прийнятністю. Аналітична частина включала огляд сучасних підходів до проєктування складних геометрій лійок і критеріїв відбору наповнювачів за техніко-економічними та екологічними показниками, а також обґрунтування критеріїв вибору матеріалів з урахуванням дисперсності наповнювача, адгезії до полімерної матриці та впливу на плинність розплаву. Емпірична частина була спрямована на порівняння матеріальних властивостей надрукованих зразків залежно від характеристик філаменту та якості його дисперсії, оцінку впливу складу матеріалу на механічні й експлуатаційні параметри та придатність до локалізованого виготовлення за ресурсних обмежень. Проведено якісний тех- но-економічний і стейкхолдерський аналіз, а також SWOT-аналіз, який виокремлює сильні сторони (локалізація виробництва, гнучкість дизайну, потенційно низька собівартість), слабкі сторони (взаємодія матеріал–матриця, питання довговічності), можливості масштабування і ключові ризики, пов’язані з експлуатацією, зберіганням та регуляторними й етичними обмеженнями. Окремо обговорено екологічні та етичні аспекти застосування біорозкладних матриць і шляхи мінімізації негативного впливу на довкілля. Висновки підтверджують перспективність поєднання адитивних процесів із цілеспрямованим матеріальним інжинірингом для створення адаптивних, мобільних і більш доступних рішень гуманітарного розмінування за умови подальшої технологічної оптимізації, комплексної оцінки безпеки та відповідності нормативам. Отримані результати можуть бути корисними для планування дослідницьких програм, технічної експертизи та політико-організаційних рішень у цій сфері.
Посилання
Vasyliuk O. Danger! Mines! The terrible environmental and human cost of Ukraine’s minefields. Ukraine War Environmental Consequences Work Group. URL: https://uwecworkgroup.info/ danger-mines-the-terrible-environmental-and-human-cost-of- ukraines-minefields/ (дата звернення: 27.08.2025).
Park J., Kwon S. Study on the Penetration Performance of a Double-Angle Linear Shaped Charge: Performance Improvement and Miniaturization. Aerospace. 2024. Vol. 11. P. 310. DOI: https://doi.org/10.3390/aerospace11040310.
Humanitarian demining of Ukraine: a problem for 30 years. URL: https://ua- energy.org/en/posts/28-01-2025-5aac62ba-1c5b-4567-8125-c00639a1ca71 (дата звернення: 27.08.2025).
Xue H., Zhou Q., Xiao C., Huang G. Perspectives on additive manufacturing for warhead applications. Defence Technology. 2025. Vol. 43. P. 225–251. DOI: https://doi.org/ 10.1016/ j.dt.2024.02.010.
Angelopoulos P. M., Samouhos M., Taxiarchou M. Functional fillers in composite filaments for fused filament fabrication: a review. Materials Today: Proceedings. 2021. Vol. 37, Part 4. P. 4031–4043. DOI: https://doi.org/ 10.1016/j. matpr.2020. 07.069.
Walters W. P., Zukas J. A. Fundamentals of shaped charges. New York 1989. 398 р. ISBN 0-471-62172-2.
Baker E. L., Daniels A., Defisher S., Al-Shehab N., Ng K. W., Fuchs B. E., Cruz F. Development of a small shaped charge insensitive munitions threat test. Procedia Engineering. 2015. Vol. 103. P. 27–34. DOI: https://doi.org/ 10.1016/j. proeng.2015.04.005.
Chacón J. M., Caminero M. A., Núñez P. J., García-Plaza E., García-Moreno I., Re- verte J. M. Additive manufacturing of continuous fibre reinforced thermoplastic composites using fused deposition modelling: effect of process parameters on mechanical properties. Composites Science and Technology. 2019. Vol. 181. P. 107688. DOI: https://doi.org/ 10.1016/ j.compscitech. 2019.107688.
Shanmugam V., Johnson Rajendran D. J., Babu K., Rajendran S., Veerasimman A., Marimuthu U., Singh S., Das O., Neisiany R. E., Hedenqvist M. S., Berto F., Ramakrishna S. The mechanical testing and performance analysis of polymer–fibre composites prepared through additive manufacturing. Polymer Testing. 2021. Vol. 93. P. 106925. DOI: https://doi.org/ 10.1016/j.polymertesting.2020.106925.
Majewski T., Trzciński W. A., Szymańczyk L. Studying the Effectiveness of Shaped Charge Jets Created by Graphene-containing Shaped Charge Liners. Problemy mech- atroniki. Uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa. Probl. Mechatronics. Armament Aviat. Saf. Eng. 2024. Vol. 15, No. 1. P. 39–54. DOI: https://doi.org/10.5604/01.3001.0054.4487.
Liu Z., Lei Q., Xing S. Mechanical characteristics of wood, ceramic, metal and carbon fiber-based PLA composites fabricated by FDM. Journal of Materials Research and Technology. 2019. Vol. 8, iss. 5. P. 3741–3751. DOI: https://doi.org/ 10.1016/j.jmrt.2019.06.034.
Dong L. L., Ahangarkani M., Chen W. G., Zhang Y. S. Recent progress in development of tungsten-copper composites: fabrication, modification and applications. International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. 2018. Vol. 75. P. 30–42. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2018.03.014.
Lambos N., Vosniakos G.-C., Papazetis G. Low-cost automatic identification of nozzle clogging in material extrusion 3D printers. Procedia Manufacturing. 2020. Vol. 51. P. 274–279. DOI: https://doi.org/10.1016/j.promfg.2020.10.039.
