Пределы автоматизации и внедрения роботов

[crazy_terraformer]

В качестве примера. Вот нет безникелевых жаростойких сплавов пригодных для горячей части газовых турбин (сплавы содержащие ниобий, тантал и платиновые металлы по понятной причине не рассматриваем). А значит нет никеля - нет газовой турбины. Причем без никеля Вы её не построите ни за какие деньги, это не вопрос экономики, это вопрос физики.

Вот причина для освоения Луны, Марса, Психеи.

[AlexAV]

Вот причина для освоения Луны, Марса, Психеи.

Кстати никель на самом деле один из самых критических элементов для современной технологии. Убери никель - и завтра же рухнет всё, т.е. всё абсолютно. На нем завязаны и высококачественные инструментальные стали, и криогенные сплавы, и жаропрочные жаропрочные, очень многие вещи в электронике (от выключателей, до микросхем и силовых транзисторов, там в ряде случаев список пригодных материалов ограничивается золотом, серебром, никелем, танталом, вольфрамом и платиновыми металлами, одно другого не лучше, обычно в дешевых электронных компонентах берут никель или никель + серебро в зависимости от требований по коррозии и электрическому сопротивлению), про химию и катализ даже говорить нечего. Причём практически везде его заменить или нельзя совсем, или можно - то только чем-то ещё более редким и экзотическим (там платиной, танталом, рением или ещё чем-то подобным). Без него, кажется, вообще ни одно сколько-нибудь технологическое изделие сделать не получится.

[Mercury127]

кстати, а каковы запасы вольфрама, на сколько лет примерно хватит?
а то все хром, никель, галлий, шмаллий...
да хрен с ними, со светодиодами, тут как бы с лучиной не пришлось бы сидеть...

[crazy_terraformer]

Разве жидкометаллические контакты не решают эту проблему?

На практике такое практически не использовалось. Однако тут сразу видна очевидная проблема. Какой жидкий металл не возьми - по свойствам дрянь какая-то. Около комнатной жидкие - это ртуть и её сплавы (редкая, дорогая и ядовитая),

Не до жиру — быть бы живу!
Луна.
https://antihydrogen.livejournal.com/48815.html

По оценкам, суммарное количество воды в полярных кратерах – порядка миллиарда тонн. Ртути, соответственно, там должно быть десятки миллионов тонн. Для сравнения, выявленные ресурсы ртути на Земле – около 700 тысяч тонн, а годовая добыча – порядка тысячи тонн

Десятки миллионов тонн и это только в полярных кратерах. Опять жеж обилие солнечной энергии позволит добывать не только ртуть, но и другие редкие и редкоземельные элементы...

[crazy_terraformer]

кстати, а каковы запасы вольфрама, на сколько лет примерно хватит?

Графитовые нити в аргоном заполненных колбах.

[Mercury127]

Графитовые нити

они долго не живут...

[crazy_terraformer]

Люминсцентные лампы, но вместо электрического выключателя(для продления срока пользования) в новом бедном чудном мире имеет смысл использовать механический светофильтр(сдвигаемую шторку).

[crazy_terraformer]

кстати, а каковы запасы вольфрама, на сколько лет примерно хватит?

Эти оценки запасов скорее всего не включают возможность разработки глубоких шахт и поверхности дна Мирового Океана, а океаны — это более  70% площади Земли.

[AlexAV]

кстати, а каковы запасы вольфрама

Запасы вольфрама по данным USGS (https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2021/mcs2021-tungsten.pdf) - 3.4 млн. тонн (больше половины в Китае, 1.9 млн. тонн), добыча - 84 тыс. тонн (в Китае 69 тыс. тонн, т.е. 82% мировой добычи). Т.е. соотношение запасы к добыче - 41 год, понятно что какие-то месторождения будут ещё открывать, но в любом случае в ближайшие 100 лет с вольфрамом точно возникнут большие проблемы.

Ну а сейчас, весь мир плотно сидит на китайской вольфрамовой игле. Если Китай завтра по любым причинам перестанет снабжать вольфрамом всю планету - очень серьезные проблемы пойдут сразу же. Ну и вольфрам - это не только лампочки, но, что куда более важно, и высокоточная металлообработка. Вот там без вольфрама точно начнутся очень серьезные сложности.

да хрен с ними, со светодиодами, тут как бы с лучиной не пришлось бы сидеть...

При лучине думаю не будем. Как ни странно хотя ртуть очень редкий элемент - но в силу особенности её химии у неё есть более-менее доступные возобновляемые источники. Она в заметных концентрациях содержится в некоторых вулканических газах и паре паротерм. Оттуда что-нибудь порядка тонны в год (на планету) её можно будет наковырять. Так что вариант газоразрядных ламп тут, как пока видится, должен оставаться.

P.S. Ни и на Луне ртути действительно много, причём в форме позволяющей её в принципе добывать. На сколько это может иметь смысл с экономической точки зрения, тут уже, конечно, куда менее  ясный вопрос.

[Mercury127]

ЛЛ тоже нужен накал... и он таки перегорает, не говоря уже о люминофоре...
тем не менее, решение, похоже, есть:
https://en.wikipedia.org/wiki/File:Tilley_Lamp_ogg.ogv
калильная сетка с пропиткой оксидом тория с добавкой <1% оксида церия.

[Андрей Астрофизический]

на Луне ртути действительно много, причём в форме позволяющей её в принципе добывать. На сколько это может иметь смысл с экономической точки зрения, тут уже, конечно, куда менее  ясный вопрос.

Вообще про Никель, Вольфрам, и все прочие нужные-редкие элементы, любопытен был бы анализ вот какого вопроса:

Во сколько раз должна упасть стоимость доставки кг на орбиту / возврата кг оттуда, чтобы добыча этих редких элементов вне Земли, стала 1) экономически оправданной, 2) позволила не обрушить все технологические цепочки, нуждающиеся в редких элементах?
Дайте это число? А затем уже можно смотреть. Достижимо ли это в принципе многоразовыми системами, или нет.

[Ый]

В результате таким способом сделать что-то более менее годное для силовых высоковольтных сетей не очень получается.

Кроме перечисленных проблем ещё сопротивление полупроводника будет вносить в синусоиду "ступеньку", которая даёт такие помехи, которые совершенно недопустимы для электроснабжения. Тут только механические контакты.
Вот у нас уже много лет стоят электрические счётчики не домашние, а маленькие коробочки прямо на проводах на столбе, от которого идёт линия к дому. То есть, на улице. Дома пульт, по которому мы смотрим показания. Он связывается со счётчиком по радиоканалу. Так же, по радиоканалу этот счётчик считывается и пунктом управления, то есть, и они видят наши показания. В счётчике стоит выключатель, который выключается при превышении определённого тока, который контора задаёт нам как максимальный. При таком отключении через некоторое время опять включается. Они могут выключить таким образом дистанционно электричество за неуплату. Вот у меня возник вопрос: а какой там выключатель? Если механический, то у меня сомнения по поводу его надёжности и долговечности (хотя завод даёт гарантию 15 лет, но нас, как потребителей, это не волнует, так как всё это оборудование на балансе электроотдела, и устанавливали тоже бесплатно, и ремонтируют бесплатно). А если выключатель электронный, то эта пресловутая "ступенька" нам такое выдавала бы, что ни радио послушать, ни телевизор посмотреть - были бы сплошные помехи. Спрашивал у электриков, которые это хозяйство обслуживают, они сами нифига не знают, говорят, что якобы механические контакты. Типа дистанционный переключатель - подал импульс на реле - включился, подал другой импульс - выключился. Но там хитрая механика, и как всё это помещается в малюсенькую коробочку? Фиг знает.

[Ый]

Фактически или от инфляции?

От доходов граждан.

[AlexAV]

Мелкие двигатели можно изготавливать 3д печатью.

Точно абсолютно невозможно. Обмотка - это катушка из проволоки, скажем, сечением 50 мкм каждый виток которой покрыт слоем диэлектрика толщиной несколько мкм. Как Вы это будите печатать? Из чего будет диэлектрик (его температура плавления должна быть соизмерима с температурой плавления алюминия, при этом он не должен химически реагировать или растворяться в жидком алюминии, должен обладать определенной эластичностью и не быть склонным к хрупкому разрушению, честно говоря не могу назвать вообще ни одно вещество на планете, которое бы в принципе удовлетворяла всем перечисленным требованием сразу)? Как гарантировать отсутствие диффузии примесей из диэлектрического слоя в расплавленный алюминий в зоне печати (ведь электропроводность алюминия критически зависит от концентрации примесей)? Как вообще обеспечить подачу порошка в зону печати, так чтобы пылинки попадали в нужную точку с точностью 1 мкм так, чтобы вероятность пылинки попасть не туда была почти равна нулю (если это не гарантировать, то вещество изоляции будет попадать в зоны наращивания алюминиевой проволоки и загрязнит его, что сделает электрические параметры получаемой обмотки совершенно никуда не годными)?

Ни один 3D принтер ничего этого не умеет, да и материалов, позволяющих в едином цикле печатать одновременно и алюминиевую жилу и тончайший слой изоляции на ней не существует (нельзя одновременно наращивать тонкую алюминиевую проволоку и полимерный слой, жидкий алюминий в зоне печати при 660 градусах будет разрушать любой полимер и, что ещё хуже, сам загрязняться продуктами его распада).

Вообще не нужно рассматривать 3D-принтер как волшебную палочку, которая может всё. Там свои очень жесткие ограничения на материалы и их совместимость. Конкретно указанное, т.е. обмотку микроэлектродвигателя, на нем напечатать невозможно.

[crazy_terraformer]

    шарики крутятся крутятся и закатываются за ролики.
Будем откладывать алюминий гальванически из неводного раствора его алюмогидрида, допустим, натрия в полый электрод распечатываемый вместе с диэлектриком. Электрод на основе токопроводящего клея с графитом.

[MenFrame]

Как Вы это будите печатать? Из чего будет диэлектрик

Видимо полимер наподобие того что используется при производстве карбона.

честно говоря не могу назвать вообще ни одно вещество на планете, которое бы в принципе удовлетворяла всем перечисленным требованием сразу

Я честно говоря не понимаю чем он должен отличаться от уже существующих изоляционных материалов. Создаете катушку на принтере из алюминиевой пудры, потом помещаете ее на жидкий полимер, который ее впитает по средствам поверхностного натяжения. Процес не сильно отличается от нанесения обычной изоляции.

[AlexAV]

Создаете катушку на принтере из алюминиевой пудры, потом помещаете ее на жидкий полимер, который ее впитает по средствам поверхностного натяжения. Процес не сильно отличается от нанесения обычной изоляции.

Не получится. Если в одном цикле не наращивать и алюминий и изоляцию,  то обеспечить полную изоляцию витков будет невозможно. Расстояние между витками очень маленькое (несколько микрометров) и если между ними не будет барьерного вещества сразу, то вблизи зоны наращивания материала они будут просто сплавляться. А чтобы наращивать и алюминий и барьерный слой одновременно барьерный слой должен быть устойчив к воздействию расплавленного алюминия, а таких изоляционных материалов (в совокупности с прочими требованиями) просто  не существует в природе. 

[Mercury127]

а почему нельзя в микродвигателях просто использовать алюминиевую проволоку вместо медной?
ну да, габариты будут чуть больше, но думаю, это наименьшее зло из всплывающих...

[MenFrame]

Расстояние между витками очень маленькое (несколько микрометров) и если между ними не будет барьерного вещества сразу, то вблизи зоны наращивания материала они будут просто сплавляться.

У принтера есть шаг разрешения, в не рамок этого шага не какого сплавления нет, и быть не может.

Вообще не нужно рассматривать 3D-принтер как волшебную палочку,

В целом думаю будут навивать из тонкой алюминиевой проволоки с полимерным покрытием. Затем спекут катушку в монолитный сэндвич для прочности. А для того чтобы скомпенсировать низкую эластичность алюминия просто подберут нужные температурные и механические режимы при намотке.

[AlexAV]

а почему нельзя в микродвигателях просто использовать алюминиевую проволоку вместо медной?
ну да, габариты будут чуть больше, но думаю, это наименьшее зло из всплывающих...

Главная претензия тут к нему - не очень подходящие механические свойства, а именно куда более склонна к хрупкому и усталостному разрушению. Если проволока обмотки толстая - это не так страшно, а с очень тонкими проволочками обмотки возникают проблемы. Соответственно куда больше проблем с браком на производстве плюс снижение надежности в эксплуатации.