事例 | Orbex は、SLM®800 選択的レーザー溶融装置を使用して、世界最大の一体型 3D プリントロケットエンジンを製造しました。

出典: SLM

Orbex は SLM®800 を使用して、世界最大の一体型金属 3D プリントロケットエンジンを製造したと理解されています。 2015年に設立され、小型衛星打ち上げロケットの開発に専念する英国を拠点とする航空宇宙会社は、スコットランドのフォレスにある新本社のグランドオープンで、革新的な環境に優しいロケット「プライム」を発表しました。この新しい Orbex ロケットは、100% 再生可能燃料を使用して炭素排出量を 90% 削減するだけでなく、革新的な無振動段階輸送およびペイロード分離により、軌道上のデブリもゼロにします。同時に、レーザー選択溶融技術によって最適な設計が実現され、他の同様の打ち上げロケットと比較して、このロケットの構造重量は30％削減され、エネルギー変換率は20％向上しました。

Orbex は、英国宇宙庁、ベンチャーキャピタル会社 Sunstone Technology Ventures、High Tech Fund などから 3,000 万ポンド (4,000 万ドル) の公的資金と民間資金を確保しており、NASA、ESA、Ariane などの大手国際宇宙機関での経験を通じて優秀な研究開発人材を獲得しています。 Orbex の航空宇宙エンジニアは、ドイツのリューベックに拠点を置く SLM Solutions のアプリケーションエンジニアチームと緊密に連携し、SLM テクノロジを使用した生産に設計が適切に適合されるようにしました。これは、コンポーネントの複雑さとサイズ要件のため、機器サプライヤーの協力を必要とした作業でした。

アプリケーションスペシャリストの Lukas Pankiewicz 氏は、SLM Solutions 内のコンサルティングチームを率いて、この特定のジオメトリ用の独自の最適化パラメータセットを開発しました。 Pankiewicz は Orbex の設計チームと緊密に連携して、さまざまな設計機能や構築方向のオプションについて協議し、必要な材料特性と寸法精度を達成して部品が正常に製造されるようにしました。「私たちの目標は、Orbex チームの品質要件を達成し、部品の機能性を保証して、積層造形に適したものにすることでした。データ準備中に使用される各サポート構造は、エンジンの各部品で最高の品質が得られるように特別に設計されており、後処理手順も考慮されています。」

SLM® 800 大規模金属積層造形システムは、280 x 500 mm の粉末ベッドを備え、最大 800 mm の高さの部品を製造できるため、Orbex の Prime エンジンを特殊なニッケル合金ベースプレート上で製造できます。 SLM® 800 の SLM® HUB 除去システムは、非接触閉ループ粉末処理と自動ビルドシリンダーコンベアを統合し、完成した部品を振動と回転によって粉末を除去するように設計された除去ステーションに転送します。 Pankiewicz は、材料の損失を最小限に抑えながら、部品から可能な限り多くの粉末が除去されるように、ターゲット指向の供給チャネルを使用して粉末除去戦略を生産に組み込むようにしています。生産が完了した後、エンジンと一緒に製造された品質検査サンプルが SLM Solutions の金属組織学研究所で分析され、多孔度レベルと分布が品質許容基準を満たしていることが証明されました。 SLM プロセス特有の高速反復時間により、Orbex は時間とコストの両方の節約を実現し、従来の CNC 機械加工生産と比較して製造時間を 90%、コストを 50% 以上節約できました。

SLM® 800 振動と回転による粉末除去「これが常に SLM ソリューションズの目的です」と SLM ソリューションズの最高営業責任者であるアクセル・シュルツ博士は述べています。「当社のチームメンバーは、選択的レーザー溶融法の発明に貢献しました。当社は常にこの技術の成功を望んでいます。これは、SLM マシンを販売するだけではなく、お客様が生産プロセスで成功するためのパラダイムシフトを生み出すことです。SLM ソリューションは、この技術をより効果的に活用する方法について Orbex と相談し、その知識を製品に取り入れて、将来的に大量生産が確実に行えるようにしました。」

Orbex の CTO である Jonas Bjarnoe 氏は、次のように述べています。「SLM Solutions チームは、私たちの仕事に対して真の献身と深い知識を示しました。2019 年以降もこのコラボレーションを継続できることを楽しみにしています。Orbex と SLM Solutions は、宇宙ビジネスを変革するいくつかの重要な難題を解決しました。」Pankiewicz 氏は、「ロケットの製造はすべてのエンジニアの夢だと思います。SLM Solutions と Orbex と共にこのプロジェクトに参加できることを光栄に思います。」と締めくくりました。 ”

SLMソリューションについて
SLM ソリューションの強力な金属積層製造システムにより、最も最適化され、最も高速で、最も信頼性が高く、最もコスト効率の高い部品製造が可能になります。マルチレーザー技術、双方向の粉末拡散、閉ループの粉末処理により、SLM® マシンの安全性が確保され、複雑で高密度の金属部品の生産速度が向上します。 SLM ソリューションは、プロセスのあらゆる段階で顧客と提携し、サポートと知識の共有を提供してテクノロジーの使用を強化し、顧客の投資収益率を最大化することで、長期的かつ継続的な成功に強い関心を持っています。 SLM Solutions Group AG はドイツに本社を置き、フランス、イタリア、ロシア、インド、中国、シンガポール、米国にオフィスを構える上場企業です。

オルベックスについて
Orbex は英国を本拠地とする航空宇宙会社で、デンマークとドイツに子会社と生産ラインを持っています。同社は、小型衛星を地球の軌道に運ぶために、完全に再考され再設計された「プライム」と呼ばれる軌道打ち上げロケットを製造している。プライムは、他の同様の小型打ち上げロケットよりも 30% 軽量で、エネルギー変換率が 20% 高く、多くの大型打ち上げロケットよりも 1 立方リットルあたりの出力が大きくなっています。 Orbex のスタッフは、NASA、ESA、その他いくつかの商業宇宙組織での専門的な経歴を持っています。同社は、ヨーロッパ最大のベンチャーキャピタルファンドであるサンストーン・テクノロジー・ベンチャーズとハイテク・ファンドの2社から資金提供を受けており、また、エレクノール・デイモス・スペース、英国宇宙庁（UKSA）、欧州宇宙機関（ESA）、欧州委員会のホライズン2020プログラムといった戦略的投資家も抱えている。

出典: SLM

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