業界事例 | MRO航空機エンジンメンテナンス分野における3Dプリントの応用

出典: Ultimaker

はじめに：この記事では、タービン排気温度熱電対（EGTTHERMAL COUPLE）を例に、航空機エンジンのメンテナンス分野でエンジニアが3Dプリント技術を使用して部品を効果的に保護する方法と、3Dプリント技術の使用が従来の型開きよりも多くの利点があるかどうかを検討します。

産業の至宝 - 航空機エンジン<br /> 航空機エンジンは産業の至宝として知られ、国の産業力を凝縮して反映しています。航空エンジンは典型的な資本集約型、技術集約型の産業であり、敷居が非常に高い。先進的な航空エンジンを自主開発できる能力を持つ国は非常に少なく、航空エンジン全体の設計、生産、製造、メンテナンスは主に米国、英国、ドイツ、フランスによって管理されている。

航空機エンジンは航空機に動力を供給し、飛行の安全に関わる重要な部品です。他の製造業やメンテナンス業と比較すると、航空機エンジンのメンテナンス業は資本要件が非常に高く、業界の技術的障壁も高く、メンテナンスのプロセスと要件が複雑で、メンテナンスコストが高く、メンテナンスの時間要件が厳しいという問題があります。
航空機エンジンのメンテナンスと保護<br /> エンジンのオーバーホールプロセスでは、エンジンは徹底的なメンテナンスのためにサブコンポーネントに分解されます。各コンポーネントは、航空会社に最終的に引き渡される前に、洗浄、目視検査、詳細な寸法検査、非破壊検査、組み立て、テストなどのプロセスを経る必要があります。飛行機は再び青空に舞い上がり、乗客を安全に目的地まで運ぶことができるようになります。

エンジン部品が運転中、輸送中、移動中、または保管中にぶつかる可能性は非常に低いですが、MRO の場合、この小さなミスが数百万ドルの損失につながる可能性があります。この目的のために、エンジニアは世界最先端の技術と 3D プリンターを使用して保護カバーをカスタマイズし、エンジンの輸送、移動、保管、組み立て中に部品が常に安全かつ確実に保護されるようにし、エンジンのメンテナンスに対する高品質のメンテナンス後保証を提供します。

エンジン性能を追跡する目 - タービン排気温度熱電対<br /> タービン排気温度熱電対（EGT THERMALCOUPLE、以下、熱電対）の主な機能は、タービン排気温度を測定することです。エンジンのタービン排気温度は、エンジンの性能追跡に直接影響します。エンジニアが性能の傾向を追跡するために使用する一対の目と言えます。

熱電対は、エンジンの頭脳であるフルオーソリティデジタルエンジンコントロール（FADEC）にワイヤーで接続されています。ワイヤー接続と熱電対は特殊な材料で作られています。メンテナンスプロセス中に、人的要因によって損傷を受けやすく、修理不能となり、顧客と会社に損失をもたらします。

3Dプリント技術で部品を保護する
Ultimaker 3Dプリンターは、高精度、高速、柔軟性、環境に優しい材料という特徴を備えています。エンジニアはリバーステクノロジーを使用して、まず熱電対の外形寸法を設計し、次に熱電対の形状に基づいて保護カバーを設計します。保護カバーには一定の弾力性、靭性、強度が求められるため、保護カバーの開発には Ultimaker TPU 95A 素材が選ばれました。その機能は、外力や制御できない要因による熱電対の損傷を防ぐために、熱電対のワイヤ接合部を効果的に保護することです。

エンジニアは 3D プリント技術を使用して設計アイデアを迅速に実装します。いくつかの改良を経て、カスタマイズされた保護カバーを少量生産し、熱電対を 24 時間効果的に保護できるようになりました。従来の金型製造方法とは異なり、3D プリントは、応答が速く、問題解決が速く、価格面での費用対効果が非常に高いという特徴があります。

具体的にはどのように機能するのでしょうか?
エンジニアは 3D 設計ソフトウェアを使用して、部品の要件を基本的に満たすモデルをすばやく設計し、そのデータを 3D プリンターにインポートします。3D 印刷では、Ultimaker Cura ソフトウェアの機能を使用して充填率 (たとえば 10%) を設定することで、印刷速度が向上するだけでなく、印刷材料のコストもいくらか節約できます。サンプルを素早く印刷した後、適合するかどうかをテストします。適合しない場合は、設計印刷プロセスを繰り返します。問題の発見から解決までの全プロセスで、通常 2 ～ 3 日以内に適切な解決策が見つかります。この利点は、従来の金型切断よりも切断が速く、コストを節約できることです。完全に完成したら、少量ずつ印刷することができます。プリント数が数百、数千に及ぶ場合は、型を開けた方が経済的です。ただし、型を開けるデメリットは、サイズがずれるとサンプルが使用できず、サイズを再計算して再度型を開ける必要があることです。

TPU 95A は流動性が高く、PLA 素材とは異なり、TPU 95A 素材の印刷効果は PLA ほど良くはありませんが、実用的な素材として、印刷効果も顕著です。

他の Ultimaker 純正材料と比較して、Ultimaker TPU 95A 材料は、印刷プラットフォームの温度が低く、揮発臭がなく、印刷材料が柔らかいという特徴があります。この材料は、カスタマイズされた航空機エンジン保護カバーの小ロット生産に特に適しています。 TPU 95A 素材の印刷プロセスでは、各層に細い線があり、印刷された製品の外観はより精巧になり、素材の柔軟性が高く、印刷された素材の各層は完全に結合されています。しばらくの調査を経て、基本的には比較的完璧な保護カバーを印刷することが可能になりました。つまり、材料に破線がなく、層がしっかりと結合しており、損傷しにくく、使用効率が高いのです...

概要<br /> 航空機エンジンのメンテナンスでは、さまざまな保護カバーの需要が非常に高くなっています。3Dプリント技術を使用すると、部品を保護するために迅速に印刷できるだけでなく、企業の発展に対する長期的な投資の観点から、3Dプリントの使用は従来の金型製造よりもコスト効率が高く、柔軟性と革新性に優れています。

Weikong Ruibo は、中国における Ultimaker デスクトップ 3D プリンターの公式認定代理店として、中国での機器および消耗品の販売を担当し、ユーザーに専門的なアフターサービスを提供しています。 Ultimakerの新製品Ultimaker S3とUltimaker S5 Pro Bundleが15日に中国で正式に発売されました。Weconは新製品の在庫を完了しました。お問い合わせや交渉を歓迎します！

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