中国東方航空が3Dプリントを活用して航空機のメンテナンスを支援する方法をご覧ください

「中国東方航空は、新しいエアバス 350 型機に 1,000 個以上の 3D プリント製飛行部品を搭載する予定です。従来の製造工程を補完するプロセスとして、3D プリントは今後さらに受け入れられるでしょう。重要なのは、専門知識を身に付け、将来の課題に備えることです。」 - 陳志怡 / 中国東方航空テクノロジー株式会社

中国東方航空グループ株式会社は、600 機以上の最新鋭航空機を運航し、177 か国の 1,062 の目的地に路線を運航しています。中国東方航空科技有限公司は、飛行の安全を確保するため、中国東方航空の航空機のメンテナンスと部品の修理という重要な業務を請け負っています。

民間航空業界には非常に厳しい安全基準があります。中国東方航空が積層造形 (AM) 技術を採用したきっかけは何ですか? 2015年、中国東方航空の新型ボーイング777型機の最初のロットに、誤った座席マークが印刷されていた。小さなエラーでしたが、交換部品の購入は高額でした。そこでエンジニアたちは3Dプリンティングに目を向けました。新しいロゴはわずか 3 日間で大幅にコストを削減して印刷されたため、中国東方航空はすぐに専用の積層造形研究所を設立し、3D プリントのさらなる用途を模索しました。

中国東方航空付加製造研究所<br /> イースタン・アビエーション・テクノロジー株式会社は、FAAおよびCAACパート25の関連要件を満たすULTEM 9085材料を使用した積層製造研究所を設立しました。この材料は高強度熱可塑性材料であり、StratasysのFortus 450mc産業グレード3Dプリンターで使用されます。

画像: 多くのパイロットは、分厚い飛行マニュアルを探すよりも、電子フライトバッグを使用することを好みます。イースタン・アビエーション・テクノロジー株式会社は、この電子フライトバッグサポート装置を設計し、3Dプリントを使用して製造しました。

研究所は設立以来、300以上の完成部品を製造・設置しており、中国東方航空は国内初の3Dプリント客室内装部品を商用航空機に適用した航空会社となっている。中国東方航空は、3D小ロット印刷を通じて、これまで問題となっていた脆弱な部品の長い発注サイクルと高コストの問題を解決し、同時に同社の航空機の安全飛行を確保し、乗客の旅行体験を向上させました。

画像: イースタン・エア・テクノロジー株式会社の付加製造研究所に、3D プリントされた電子フライトバッグサポートセットアップが設置されています。

積層造形研究所の研究開発エンジニアである陳志怡氏は、「以前は、キャビン部品が破損した場合、指定のサプライヤーから購入する必要があり、3か月かかることもありました。使用可能な部品がまったく見つからないこともありました」と語った。発注サイクルが長いと、損傷した部品を時間内に修理できず、乗客のフライト体験が大幅に低下します。 Zhiyi 氏はさらに、「私たちが 3D プリントを使用するのはそのためです。3D プリントは、問題を効率的かつ創造的に解決するのに役立ちます」と付け加えました。

3Dプリントされた内部部品 アディティブマニュファクチャリングラボにより、Eastern Air Technology Co., Ltd. は、要件の提出からコンポーネント設計、生産まで、ビジネスを変革することができました。この研究所では、座席の肘掛け、ドアハンドルカバー、荷物棚のラッチ、電子フライトバッグホルダー、新聞ラックなど、客室内の多くの内装部品を開発しました。

画像: Eastern Air Technology Co., Ltd. の Additive Manufacturing Laboratory が製造した、もう 1 つの 3D プリントフライトバッグサポートセットアップ。

多くのパイロットは、かさばる飛行マニュアルの代わりに電子飛行データパケットを使用しているため、Additive Manufacturing Lab はカスタムブラケットを設計し、3D プリントしました。エアバス 330 および 320、ボーイング 737 など、多くの民間航空機がこの装置を購入して取り付けています。

画像: 新聞ラックの交換には3か月以上かかる可能性があるため、Eastern Air Technology Co., Ltd. は3Dプリントを使用して交換品を作成しました。

新聞ラックは客室内の座席の後ろに設置されており、食堂車との衝突が頻発するため破損しやすく、破損した部品により乗客が負傷する恐れがあります。ラボでは、厳格な承認ガイドラインに準拠しながら、新しい部品を設計、3D プリントし、正常に取り付けることで、新しい部品を注文するための長いリードタイムの問題を解決しました。交換部品を社内で印刷することにより、Eastern Air Technology は既存のサプライチェーンシステムを効率的に統合し、乗客に快適な飛行体験を提供することができます。

今後の計画

イースタン・エアロスペース・テクノロジー株式会社の付加製造研究所は、成長を続ける先進製造部門へと変貌を遂げました。陳志怡氏は「中国東方航空は、新型エアバス350型機に3Dプリントされた飛行部品を1,000点以上搭載する計画だ。従来の製造工程を補完するプロセスとして、3Dプリントは今後さらに広く受け入れられるだろう。重要なのは、専門知識を身につけ、将来の課題に備えることだ」と語った。

同研究所は、安全ピン収納ボックス、3Dプリント金型、カスタマイズされたトレーニング機器など、航空分野における付加製造のさらなる応用を模索し、在庫ゼロのスマート製造、オンデマンド生産、デジタル管理の実現を目指している。 3Dプリント航空機部品のアフターマーケットに関しては、ボーイング社が2015年に特許出願しており、主に航空機部品の交換に3Dプリントを応用することを目的としていた。この特許申請はボーイングの将来の事業に大きな影響を与える可能性がある。

ボーイングの特許の説明によると、ボーイングの特許は、複数のコンポーネント定義ファイルを格納するように構成された部品ライブラリ、複数のコンポーネント定義ファイルを使用して印刷されたコンポーネント識別エントリを格納するデータベース、および上記のコンポーネント定義ファイルライブラリ内のコンポーネントの定義ファイル要求を受信し、定義ファイルを識別し、定義ファイルに従ってコンポーネントを印刷する指示を受信し、3D 印刷されたコンポーネントエントリをデータベースに格納できるコンポーネント管理システムを含むデバイスを保護します。

現在、ドイツのDB鉄道会社も、アフターサービス部品製造システムに3Dプリント技術を積極的に導入しています。ドイツ鉄道会社は、各メンテナンスワークステーションに少なくとも1人または2人の3Dプリント専門家を配置し、どの部品が3Dプリント技術の恩恵を受けることができるかを判断しています。コーヒーマシンのスペアパーツ、外部フック、ハンドルカバー、ヘッドレストフレーム、視覚障碍者旅行者用の点字道路標識など、3Dプリントに適した電車部品がたくさんあることがわかりました。

ドイツ鉄道は、プラスチックと金属の積層造形のそれぞれに異なる利点があることを発見したため、1 つの 3D 印刷技術だけの使用に限定していません。現在、ドイツ鉄道がプラスチック印刷に使用している素材は、主に PA-12 ナイロンです。金属3Dプリントに使用される材料は主にアルミニウム合金材料ですが、最近ドイツ鉄道は3Dプリントによるチタン合金部品の製造も開始しました。

ドイツ鉄道は、3D プリントを専門とする企業と提携することで、設備自体に投資するのではなく、最先端の付加製造技術を活用することができました。実際、物流分野での積層造形ソリューションを推進するために、ドイツ鉄道は 2016 年 9 月に「モバイル積層造形」ネットワークを設立しました。ドイツ鉄道のモバイル積層製造ネットワークには、シーメンス、コンセプト・レーザー、マテリアライズ、EOS、ストラタシス、オートデスクなど、すでに 50 社が参加しています。

航空宇宙産業と同様に、ドイツ鉄道が 3D プリント部品の採用で直面する主な課題の 1 つは、厳格な安全要件を満たすことです。いくつかの面では、列車の安全要件は飛行機よりもさらに厳しくなっています。主な理由は、乗客が長時間移動する必要があり、部品の耐摩耗性と安定性に対する要求が高く、また、列車の部品は難燃性の性能要件を満たす必要があるためです。

家電製品に関しては、フランスの家電小売業者であるBoulangerが2016年にオンラインスペアパーツモデルライブラリを立ち上げ、3Dプリントスペアパーツの分野に向けて正式な一歩を踏み出しました。注目すべき点は、Happy 3D のスペアパーツのデジタルモデルはすべて、Boulanger の自社電化製品ブランドのスペアパーツのモデルであるということです。Boulanger は、他の電化製品ブランドのアフターマーケットには手を出していません。さらに、製品のCAD設計ファイルにアクセスできるSamsung、Haier、Lenovoなどの家電ブランドメーカーが、将来的にスペアパーツ用の独自の3Dモデルライブラリを直接立ち上げるかどうかも想像できます。それとも、消費者は、JD.com のような電子商取引企業が提供するワンストップ販売や 3D プリントスペアパーツサービスにもっと好意的に反応するでしょうか?

アフターマーケットに 3D プリントを適用する企業には、製品ラインが十分に独自性があり、スペアパーツの需要が複雑で大きいという共通の特徴があります。 3D プリント技術は、スペアパーツを「いつでも、どこでも」入手できる柔軟性を満たすだけでなく、大量のスペアパーツを維持するコストを企業に節約し、在庫管理を簡素化し、長距離輸送の必要性を減らします。

出典: 3D Science Valley 詳しい情報:
3Dプリント航空アプリケーションの開発を推進します！ FAAが戦略ロードマップを発表

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