CNES、衛星部品とドローンの生産を簡素化するINTAMSYSポリマーFFF技術を導入

2024年10月22日、Antarctic Bearは、フランス政府の宇宙機関である国立宇宙研究センター（CNES）が、宇宙技術能力を強化するためにINTAMSYSのFFF積層造形技術を導入していることを知りました。

1961 年に設立されたフランス国立宇宙研究センターは、宇宙ミッションの研究、設計、運用、および欧州と国際の宇宙技術の開発促進を担当しています。 CNES の実現および統合 (RI) 部門は、衛星の組み立てとテスト、および打ち上げ前に CNES のクリーンルームで衛星の組み立てとテストを容易にするためのツールと手段 (統合フレーム、多目的台車、昇降装置など) の開発を担当しています。これらのクリーンルームは、衛星コンポーネントの安定した環境を確保するために正確な条件を維持します。
CNES の機械統合マネージャーである Theodore Froissart 氏は、次のように述べています。「INTAMSYS 3D プリンターの使いやすさと高い印刷品質は抜群で、当社の課題を完璧に解決し、ワークフローを大幅に簡素化しました。クリックして印刷する機能により、INTAMSYS のすべての材料を活用できるようになりました。さらに、INTAMSYS のパートナーである CADvision は、非常に迅速に対応し、優れた現地サポートを提供してくれたため、機械とソフトウェアの改良を共同で開発することができ、効率とワークフローをさらに向上させることができました。」

△CNES付加製造研究所。写真提供：CNESおよびINTAMSYS
3D プリントにより衛星ツールの製造がスピードアップする可能性<br /> 統合フレームや多目的トロリーなどのツールや機器を製造するために、CNES はFFF 3D 印刷方法と革新的なポリマー材料をますます使用しています。 CNES 積層造形研究所は、2014 年に単一材料プリンターの使用を開始し、需要の高さと製造が必要な部品の数の増加により急速に成長しました。
同社によれば、INTAMSYS FUNMAT PRO 610HTはCNESの宇宙研究に統合される最初のINTAMSYS 3Dプリンターです。その後、同じラボ内の既存のプリンターシリーズを補完するために、FUNMAT PRO 410 も最近追加されました。
△FUNMATPRO 610HT 3Dプリンター。写真提供：INTAMSYS。
積層造形を統合する前、CNES は、特にクリーンルームや衛星テストで使用する材料の適格性に関して、従来の製造方法で多くの課題に直面していました。さらに、生産ツールに必要な長い設計および製造サイクルも効率に影響します。
CNES は 3D プリントを活用することで、このプロセスを 1 日に短縮し、迅速なプロトタイピングと設計の反復を可能にして、テストと衛星の組み立てを効率化できました。
同社によれば、INTAMSYS FUNMAT PRO 610HTを使用することで、CNESは衛星試験に必要な複雑なツールの製造に不可欠なポリカーボネート、PEEK、ULTEMなど、必要なあらゆる材料を使用できるようになるという。
FUNMAT PRO 610HT の機能により、効率が大幅に向上します。 CNES は、欧州宇宙機関 (ESA) が開発した PEEK-ESD などの高度に特殊化された材料であっても、いくつかのパラメータを調整するだけで、INTAMSYS のスライサーである INTAMSUITE NEO で INTAMSYS PEEK の形状を使用できます。この小さな調整により、部品の最初のバッチを印刷する準備が整います。
CNES、衛星試験の新たな応用を模索
CNES が開発するアプリケーションは、シンプルなクリーンルームツールから、打ち上げ前の熱サイクル、衝撃、振動テストを含む衛星テスト用の複雑な構造ツールまで多岐にわたります。
成層圏 UAV 構造は、理想的な真空チャンバーとテスト環境条件を必要とする複雑な航空宇宙アプリケーションの 1 つです。この部品は、FUNMAT PRO 610HT 3D プリンターで ULTEM TM 9085 材料を使用して一体型で印刷されました。この部品は、3D プリンターの610 x 508 x 508 mm の造形容積と 300°C の一定チャンバー温度、および高温熱システムのおかげで正確に 3D プリントされました。
CNESは、成層圏ドローン構造の設計は、検証テストのために成層圏気球の下に設置される予定だと述べた。そのため、CNES は、このコンポーネントが極限条件に適していることを確認するために、大気が薄い、あるいはまったくない状態をシミュレートするなど、さまざまな環境でコンポーネントをテストする必要がありました。
△成層圏ドローン構造。写真提供：CNESおよびINTAMSYS。
プロトタイプのテスト中に、設計は CNES の機械エンジニアによって検証されました。同じテストで、ULTEM TM 9085 材料も認証され、理想的な光学特性を維持するための重要な要素であるガス放出のない真空チャンバー内での適合性が確認されました。
ULTEM TM は、ガス放出が少ないことに加え、優れた強度対重量比と高い耐熱性を備えているため、航空宇宙用途に不可欠であり、宇宙の過酷な環境で動作するコンポーネントの製造に最適です。
3D プリント技術を使用したもう一つの注目すべきプロジェクトは、CNES、宇宙航空研究開発機構 (JAXA)、ドイツ航空宇宙センター (DLR) の共同プロジェクトである MMX 火星探査車です。 MMXは「Mars Moons Exploration」の略で、火星最大の衛星フォボスを探査するために設計された小型探査車です。このプロジェクトでは、チームは 3D プリント技術を利用して、探査車のコンポーネントを作成、組み立て、テストしました。
△MMXローバープロジェクト。写真提供：CNES。
今後、CNES は、宇宙探査における 3D プリントの利点を最大化するために取り組みながら、積層造形能力を強化していく予定です。

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