中国商用飛行機集団航空研究所の背後にある3Dプリント「特殊部隊」

3D プリント技術の普及と応用により、航空機製造分野での研究がますます増えています。中国商用飛行機集団の航空製造技術研究所（以下、「航空研究所」）には、そのようなチームがあります。彼らは、積層造形分野の「特殊部隊」です！

3Dプリント技術を自分でマスターする

3Dプリント技術は、複雑な構造の設計の最適化、迅速な設計検証、小ロット部品の迅速な製造、迅速な顧客対応など、民間航空業界の重要な問題に新たな解決策をもたらしており、企業が製品開発で習得しなければならない中核技術の1つとなっています。現在、米国の「Made in America」センター、EUの「Horizon 2020」プログラム、ドイツの「High Tech Strategy 2020」はいずれも3Dプリント技術を重要な研究開発技術分野として位置づけており、いずれも金属高性能レーザー3Dプリント技術を支援するための特別な研究開発計画を立てている。

「材料を削って型を作るという従来の考え方とは異なり、3Dプリント技術では型の製造は必要ありません。部品のデジタルモデルが変更されても、3Dプリンターはすぐに調整して対応することができます。」

——3Dプリントチームメンバー

従来の航空機部品の製造工程では、金属材料は成形前に対応する金型が必要であり、金型と部品の設計および加工の両方に長いサイクルが必要です。また、部品の加工工程では、たとえば一部のチタン合金部品の材料の90％以上が除去され、材料利用率は10％未満であり、大きな無駄が生じます。

現在、航空分野では、航空機メーカーとエンジンメーカーの両方が、3Dプリント技術を重要な研究分野として注力しています。

「コアをマスターするには、3Dプリント技術をマスターする必要があります。」

——3Dプリントチーム責任者、Li Hao氏

小さな一歩を踏み出せば、成功への大きな一歩となる

3Dプリントチームのメンバーが一緒にプリントした部品を研究する

「成功、成功！出力された」。チームメンバーは、C919大型旅客機の部品や試作部品が順調に出力されていく様子を見ながら興奮気味に話した。

昨年6月初旬、1年以上にわたるプロジェクト審査、入札、条件および能力構築、設置および試運転、トレーニングを経て、航空研究所は上海航空工業集団初の金属レーザー3Dプリンターの最終検収を完了しました。受入完了後、航空研究所は製造エンジニアリング部門と協力し、C919大型旅客機の非常ドアガイド溝部品の試作を完了しました。

C919大型旅客機緊急ドアガイドスロット部品

「これは3Dプリント技術の道における私たちにとっては小さな一歩ですが、当社がこの分野で成功するための大きな一歩です。将来、3Dプリント技術は航空機製造の分野でより完全に適用されるでしょう。」

—— 航空研究所3Dプリントチームのメンバー、ディン・ホンユ氏

実際、航空研究所は2011年初頭から積極的に人員を組織して技術開発の最前線を追跡し、開発計画部、設備動力部、物流センター、安全環境保護部、情報アーカイブ、トレーニングセンターなどの部門と協力して、国内外の金属レーザー3Dプリンターの性能、技術特性、ユーザーフィードバックに関する広範な研究を行ってきました。 2015年、航空研究所は3Dプリントチームを設立し、同年末に上海高技能人材育成プログラムに申請して成功しました。

3Dプリントチームにとって、最初の金属レーザー3Dプリント装置の設置は単なる出発点に過ぎません。民間航空機への3Dプリント技術の応用を実現するには、部品構造、プロセスパラメータの最適化、部品製造の全プロセス監視、耐空性認証など、多くのタスクを実行する必要があります。

科学研究への道に終わりはない

3Dプリントチームのメンバーが一緒に問題を議論する

金属レーザー3Dプリンターの導入は今回が初めてで、使用経験も不足していましたが、それでもチーム全員が社内のリソースをフル活用し、機器を真に役立つものに仕上げました。

昨年9月下旬、3Dプリントチームはプロセス機器センターから、加工が非常に難しいマーキングテンプレート部品のプリント依頼を受けました。「マーキングテンプレートは複雑な形状をしており、輪郭の寸法精度が求められます。余分な部分を少しずつ取り除く必要があり、本当に細心の注意を要する作業です」とチームメンバーは語る。製造要件に応じて、3D プリントチームはすぐに技術的な議論と準備作業を開始し、印刷と処理の準備を始めました。 3D プリンター装置が 21 時間稼働し、チームが夜通し作業した結果、マーキングテンプレート部品が正常に印刷されました。さらに、合理的な手配により、チームメンバーはマーキングテンプレートを印刷すると同時に、同じ炉で他の部品や試用部品を印刷し、1 つの炉で複数の部品を印刷できるように設計しました。設備と人員により、効率的な生産が完全に保証されました。

マーキングテンプレートとスケールモデルパーツ

「私たちのチームは困難に直面しても決して簡単に諦めません。困難を乗り越えるために協力し合います。科学研究の道に終わりはありません。」

——チームメンバーチュー・ミンチアン

出典: COMAC

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