航空機製造における3Dプリント技術の応用の進歩

3Dプリント技術は「第三次産業革命の重要な象徴」として、新たな産業革命を推進する重要な機会であると考えられています。 3D印刷技術は、デジタルモデリング技術、電気機械制御技術、情報技術、材料科学、化学など、多くの分野で最先端の技術的知識を統合しています。3Dプリンターはこの技術の中核機器です。さらに、新しい印刷材料、印刷プロセス、設計および制御ソフトウェアも、3D印刷技術システムの重要な構成要素です。

航空機製造分野における 3D プリント技術の応用は、主に製品外観検証、直接製品製造、精密インベストメント鋳造の試作品製造の 3 つの側面に集中しています。米国は1990年代後半から、J-2Xロケットエンジンの排気カバーの製造に「選択的レーザー溶融」3Dプリント技術を使用していた。近年、ボーイングは3Dプリント技術を使用して約300種類の航空機部品を製造しています。エアバスは、A380機内用荷物棚の製造に3Dプリント技術を採用したほか、タイフーン戦闘機の空調システムの製造にも3Dプリント技術を採用している。近年は「透明な航空機」というコンセプトを展開し、2050年ごろには航空機全体を3Dプリント技術で製造する計画だ。 GE Aviation は 2012 年 11 月 20 日に Morris Technologies 3D Printing を買収し、同社の 3D 印刷技術を使用して LEAP エンジン部品を製造する予定です。 2013年1月14日、アメリカのSciaky社は電子ビーム3Dレーザープリント技術を使い、5.8m×1.2m×1.2mサイズのチタン合金部品の製造に成功した。アメリカの軍事大手ロッキード・マーティンはすぐにSciaky社と協力し、この技術を使ってF-35戦闘機のフラッペロンスパーを製造すると発表した。

2012年12月14日、中国工業情報化部と中国工程院は共同で、中国の3Dプリント技術に関する技術ロードマップと中長期開発戦略を策定しました。 2013年全国人民代表大会で、中国の艦載戦闘機J-15の主任設計者である孫聡氏は、近年の中国の航空産業の急速な発展の秘訣は、3Dプリント技術が基本的に産業化されており、すでに世界をリードするレベルにあると指摘した。中国のチタン合金とM100鋼の3Dプリント技術は、新型航空機の試作プロセスにすでに応用されている。 AVIC成都航空機工業公司と瀋陽航空機工業公司は、開発中の第5世代戦闘機J-20とJ-31のチタン合金主要構造部品の製造に3Dレーザープリント技術を使用し、航空機の構造重量を軽減し、有効推力重量比を向上させる計画である。西北工業大学凝固技術国家重点実験室レーザー製造工学センターは、3Dレーザー立体印刷技術を用いて、国産C-919旅客機用の長さ5メートルを超えるチタン合金製翼梁を製造した。

私の国は製造大国です。3Dプリント技術は、将来、私の国の航空機製造業界に革命的な変化と転覆をもたらす可能性があります。したがって、私の国の航空機製造業界は、雨の日に備えて、積極的に技術革新を推進し、設備開発に投資し、次の面で準備する必要があります。
（１）生産と研究の融合を推進し、３Ｄプリント技術の応用分野を拡大し、産業チェーンを延長し、工業化の度合いを向上させる。 3D プリントの「付加的」製造と従来のプロセスの「減算的」製造を組み合わせて、複合製造システムを形成します。

（２）３Dプリントの速度、効率、精度を向上させる。 3Dプリンターの小型化、デスクトップ化、低コスト化を段階的に実現します。多様な3Dプリント材料、特に直接成形が可能な金属材料を開発します。

（３）ビジネスモデルを変えるいくつかの資本運用方法を通じて、コア技術を持ついくつかの3Dプリント企業を合併および買収し、コア製造能力と低コスト製造効率に焦点を当て、航空機製造会社独自の価値生産チェーンを構築します。

（4）3Dプリンティング業界連合と業界協会の構築を強化し、業界の協調的発展を促進する。工業デザイン企業、3Dデジタル技術プロバイダー、3Dプリンターおよび材料の研究開発企業および機関、3Dプリントサービスアプリケーションプロバイダーが産業同盟を形成するよう積極的に指導し、3Dプリント業界の持続可能な発展を促進します。

（５）科学技術への支援を強化し、３Ｄプリント技術のレベルを向上させる。 3Dプリンティング産業向けの特別基金を設立し、デジタル技術、ソフトウェア制御、印刷装置、材料技術などの主要技術の研究開発の推進に重点的に取り組みます。

（６）３Ｄプリント技術の社会化を促進するための教育・研修を強化する。 3D プリント技術を関連分野の構築システムに組み込み、3D プリント技術の人材を育成し、業界団体、展示会、フォーラムなどの組織形態を活用して 3D プリント技術とアプリケーションに関するトレーニングを実施します。

編集者: Antarctic Bear 著者: Liu Ming、Zhang Kun、Fan Zhenzhong (北京航空材料研究所、中国航空工業集団)

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