3Dプリントによる複雑なチタン合金インサート:従来の加工方法の現状に挑戦

3Dプリントによる複雑なチタン合金インサート:従来の加工方法の現状に挑戦
宇宙打ち上げの際、1 キログラムの物体を衛星軌道に送り込むのに約 2 万ドルの費用がかかります。1 グラム節約するごとに、宇宙探査の効率が向上します。マテリアライズは、世界的なデジタルサービス企業であるアトスのエンジニアリング部門と協力し、衛星に広く使用されているチタンインサートを再開発しました。

宇宙船の部品を設計または製造する際の最大の課題は、部品の強度や性能を犠牲にすることなく重量を最適化することです。チタン合金インサートは、衛星などの構造物における高い機械的負荷を伝達するために航空宇宙産業で広く使用されています。洗練された最適化された設計と金属 3D プリントのおかげで、新しいチタン合金インサートは元の重量の 3 分の 1 になり、パフォーマンスが向上しました。

サンドイッチパネル構造に挿入されるインサート<br /> チタン合金インサートは、衛星に他の機器を接続するためによく使用されます。このようなインサートは高い負荷を受けるため、大きく重い構造物を持ち上げる必要があります。つまり、非常に強くて硬い、しかも非常に軽量という、高い強度対重量比が求められます。これらのインサートは、航空宇宙構造で一般的な複合構造サンドイッチ パネル内に配置され、サンドイッチ パネルを通じて荷重を伝達します。

従来のインサートは通常、アルミニウムまたはチタン合金から機械加工されており、レンガ状の部品の内部は完全に頑丈で高品質です。材料費が高いことに加え、重い部品は打ち上げのたびに宇宙船の運用コストを増加させます。金属 3D プリントは、航空宇宙構造部品の重量を軽減する機会を提供します。

3D プリントによるデザインの最適化<br /> エンジニアは従来の考え方を変えるという課題に直面しています。設計は、コンセプト段階から製造段階までのすべての要件を満たすように設計されました。 Atos は航空宇宙工学と構造シミュレーションの専門知識を活用して、この新しいコンポーネントを徹底的に設計し、全体的なパフォーマンスを向上させました。



3D プリントにより、物体の内部空間を中空構造または軽量構造で設計できます。 Materialise と Atos のエンジニアは、まずコンポーネント内部で使用する材料の量を減らすことから始めました。R&D チームは、トポロジー最適化や格子構造設計などの高度な技術を使用して、インサートの質量を 1,454 グラムから 500 グラムに減らしました。

チームは、重量を軽減するだけでなく、元の設計における熱弾性応力の問題も解決しました。これらのインサートは CFRP スプリントの硬化プロセス中に取り付けられるため、熱弾性応力の影響を受けます。最適化された設計により、これらの応力の影響が軽減され、荷重分散が改善され、インサートの寿命が延びます。

インサートの断面を見ると、内部の軽量構造がわかります。チタン合金 (TiAl6V4) 製の 2 つの新設計インサートは、ブレーメンの Materialise 金属 3D プリント工場で製造されました。金属 3D プリントは、これまでこれほど短い納期を実現する手段がなかった航空宇宙分野ですでに大きな可能性を実証しています。

「重量の軽減により、衛星機器の積載量が増加し、打ち上げごとに多額の費用を節約できます。非常に複雑な製品を非常に短期間で作成できるため、アトスとマテリアライズは最高の金属 3D プリント ソリューション プロバイダーとなっています」と、アトスのスペイン機械工学部長は​​述べています。

過去の事例から、マテリアライズはほぼすべての応用分野に浸透し、伝統的な加工方法の地位に絶えず挑戦し、伝統的な製造業における3Dプリントの深遠な応用を継続的に模索し、変化を促進し、3Dプリントの発展を促進していることがわかります。今のところ、実現したのは 1 つだけです。

出典: 3Dプリンティング技術リファレンス

3D プリント、印刷、複合体、チタン、合金

<<:  シャコの武器にヒントを得て、科学者はより強力な3Dプリント構造を開発

>>:  厦門の若者が仕事を辞めてメーカーになり、粘土の3Dプリンターを開発した

推薦する

MIT チームは物体を識別し追跡するための目に見えない 3D プリントされた機械可読タグを開発

出典: cnbeta MIT のチームは、物理的な物体に関するデータを分類および保存するための 3D...

アマゾン、シーメンスXceleratorソフトウェアで金属積層造形ソリューションを拡大

この投稿は Bingdunxiong によって 2024-4-12 15:55 に最後に編集されまし...

2023年の予測: さまざまな業界の状況と世界経済が、付加製造市場における採用ニーズに影響を与える

積層造形業界のトレンドが変化するのと同様に、採用のトレンドも変化します。経済的要因、業界の状況、業界...

中国の金属3Dプリントサービスプロバイダー、Xinjingheの紹介

新京河レーザー技術開発(北京)有限公司は、積層造形、特殊接合、金属板金成形、複合材料加工、複合機械加...

韓国は3Dプリントなどの新興技術への投資を増やす計画を発表

アンタークティック・ベアは2016年12月28日、3Dプリント技術の発展を常に強く支持してきた韓国政...

写真多数:工業用セラミック 3D プリンター

セラミックスは材料分野における大きなカテゴリーとして、産業界で広く使用されています。 Antarct...

3Dプリント技術が広西柳州の自動車産業を急成長させる

近年、自動車製造業界における 3D プリンティングの応用が急速に発展しています。自動車メーカー、部品...

金属粉末の積層造形における高速かつ自動化された定性・定量分析技術

出典: サーモフィッシャー出典: サーモフィッシャー付加製造、製造、金属製造、金属、金属粉末...

10μmレベルの高精度全固体電池統合インテリジェント製造を実現できるGaoneng Digital Manufacturingが新世代の電池3Dプリンターをリリース

出典:サイエンスチャイナ&ハイエナジーデジタルマニュファクチャリング今後 10 年間で、バッテリー業...

西安ディアンユンバイオロジー:3Dプリント再生人工骨とハイエンド機器の製造

2018年11月27日〜28日、激しい競争の末、ロードショー審査の最終候補に残った36件のプロジェ...

がんにおける3Dプリント繊維構造の重要性と生体材料モデルの設計への影響

出典: EFL Bio3Dプリンティングとバイオ製造臨床反応の予測を改善する必要性から、生理学的関連...

父親は息子のために40万元を費やして光るブロックを開発し、3月に市場に投入して80万元で売れた。

すべては3年前に彼が息子にした軽率な約束から始まりました。この約束を果たすために、彼は2年以上を費や...

IoTデータを活用して3Dプリント事業の運用効率を向上

出典: Oqton Intelligence製造業界では、組織がより迅速かつ適切に意思決定を行えるよ...

光硬化セラミック3Dプリンターが人気急上昇、Lithozの売上は2022年に倍増へ

セラミック 3D プリントの世界的市場およびイノベーション リーダーである Lithoz GmbH ...