Honeywell が 3D プリンティングについて語る - 本当に何でもやりたいことができるのか?

3Dプリンティング、またはより専門的な名前である「付加製造技術」は、もはや奇妙な用語ではありません。1990年代に誕生したこの新しい技術は、建築、工学、医学、自動車、工業デザイン、航空宇宙、さらには宝石、芸術など、多くの分野で広く使用されています。「実際、付加製造技術の迅速なモデリングと迅速なプロトタイピングは、製品の設計サイクルや生産サイクルを大幅に改善することができます。さらに重要なのは、従来のプロセスでは実現できない製品設計を「印刷」または製造できることです。これは非常に興味深いことであり、航空宇宙分野に付加製造技術を導入する重要な理由です」と、ハネウェル技術部門の航空宇宙中国研究開発センターのゼネラルマネージャーである徐俊氏は述べています。

「でも、3Dプリンターが協力的でないときもあります。それは…」ハネウェルテクノロジー部門の航空宇宙中国研究開発センターの積層造形エンジニアリングプロジェクトマネージャー、アレクサンドル・ボード氏は、半ば冗談めかしてこう語った。「プリンターは非友好的で、私たちに困難をもたらそうとしているようです。」現在、彼は3Dプリント熱交換器プロジェクトチームを率いて技術的な問題に取り組んでいます。彼が言う「困難」とは、半年以上にわたる3Dプリンターとの「知恵と勇気の戦い」を指しています。

「熱交換器の最大の課題は、内部のフィンが非常に薄く、0.2mm未満であることです。一方、3Dプリンターが安定して実行できる最大の厚さは0.3〜0.4mmです。これはデバイス自体の制限です。また、金属粉末は高エネルギーレーザー焼結で膨張し、冷却後に少し収縮するため、理論値との誤差が生じます。そのため、希望どおりに薄くすることは不可能です。最初に「恥ずかしい思いをさせた」のは私たちだと言うべきです。」郭欣は、ハネウェルテクノロジー部門航空宇宙中国研究開発センターの3D印刷研究室の機械エンジニアであり、このプロジェクトの主要メンバーの一人です。ハネウェルに入社する前、彼の仕事は 2D プリンティングに関連したもののみでした。 3D プリント技術を学ぶ機会があったことが、彼が Honeywell に入社した理由です。

このプロジェクトのもう一人の主要メンバーは、上級機械設計エンジニアの Dou Juan です。 Guo Xin 氏とは異なり、彼女は Honeywell で 9 年以上勤務していますが、Guo Xin 氏と同様に、研究室に参加する前は 3D プリントの経験はまったくありませんでした。「秘訣はありません。継続的に学び、さまざまなトレーニングを受けるだけです。サポート設計資格を取得したときは、少し誇らしく思いました。サポート設計は3Dプリントにとって非常に重要です。設計が複雑すぎると印刷に役立たず、印刷後の除去にも膨大な作業量とコストがかかります。ただし、設計が整っていないと印刷は失敗します。3Dプリントは紙を印刷するのとは異なります。紙を1枚入れると、紙がプリンターから吐き出されます。3Dオブジェクトであるため、最初にベースに印刷する必要があり、ベースとオブジェクトの間にサポートが必要です。」Dou Juanは、3Dプリントの設計サポートについて話すとき、今でも誇りと情熱を持っています。

プロジェクトチームは、今年初めから現在までに 6 回の「実験計画法 (DoE)」を実施しました。各トライアルには、計画、設計、印刷、サポートの除去から測定、機能のテストまで約 10 日かかります。 2回目の試みの後に突破口が開かれた。 Dou Juan 氏と Guo Xin 氏は、それぞれサポート設計と 3D プリンターのパラメータおよび機能設定の観点から実現可能なソリューションを見つけ、この技術的困難を克服するための最も完璧な「公式」を見つけるために、3 回目の実験でさまざまな組み合わせを試し始めました。アレクサンドル、ドウ・ジュアン、グオ・シンにとって、3Dプリンターを使って知恵と勇気を振り絞って戦うことは苦痛なことではなく、むしろ、あらゆる試みがこの目標に近づく一歩であると感じています。同時に、航空宇宙産業にとっては、同じ性能を確保しながら製品の重量を 1 ポンド (1 ポンド = 0.45 kg) でも軽減することが重要な役割を果たします。

ハネウェルは、航空宇宙産業に 3D プリント (積層造形とも呼ばれる) 技術を導入する業界のリーダーです。中国の 3D プリント研究所は 2014 年に設立され、世界中の他の 3 つの研究所は米国、インド、チェコ共和国にあります。現在、プロジェクトチームは成功と失敗を繰り返しながら試行錯誤を続けており、成功はあくまでも予備テストの勝利に過ぎません。3Dプリント技術を使った航空機部品の実際の生産が実現するまでにはまだまだ長い道のりがあり、未知数も山積しています。しかし、彼らが蓄積したあらゆる技術や知識、そして彼らが達成したあらゆる画期的な進歩は、彼らの後を継ぐ人々が前進するための礎となるでしょう。

ソース：
ハネウェル（中国）有限公司詳細記事：ハネウェル：3D プリントが航空機製造業界に本格的に参入

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