直径2.5メートル！ GKN、3Dプリントしたアリアン6ロケットノズルをエアバスとサフランに納入

アンタークティック・ベア、2017年6月22日 / 最近、GKNエアロスペースは、アリアン6ロケット用のノズル（SWAN）をエアバスとフランスのサフラングループに納入したと発表しました。このノズルはレーザー溶接とレーザーエネルギー堆積3Dプリント技術を用いて製造されており、直径2.5メートルで、従来の工程で製造された元のものに比べて部品点数が90％削減（1,000個から100個に、なんとすごいことか）、コストが40％削減、納期が30％短縮されるなど、総合的にグレードアップされたといえる。

このノズルは、ESA のアリアネ研究技術協会 (ARTA) プログラムの一環として使用するためのテストに成功しました。このエンジンは、まずフランスでVulcain 2.1エンジンに搭載され、その後ドイツでさらにテストされる予定です。アリアン6ロケットは2020年に運用開始の予定。このプロジェクトは欧州宇宙機関が資金提供し、GKNがエアバスとサフランの主契約者となる。

GKNエアロスペースは工業化に向けて、2018年に開設予定のスウェーデンのトロルヘッタンにある高度に自動化された新しい製造センターでノズルを生産する予定です。 GKNエアロスペースは、エンジンのタービン部品や水素および酸素燃料システム用の発電ユニット内の部品など、アリアン6ロケット1機あたり合計5つの複雑なサブシステムを提供します。

実際、スウェーデンのトロルヘッタンにある GKN エアロスペースの宇宙事業部門は、1974 年の開始以来アリアン計画に積極的に関与しており、これまでにアリアンロケット向けに 1,000 個以上の燃焼室とノズル、250 個以上のタービンを供給してきました。製造工場は時代の流れに遅れることなく、現在ではタービンと金属ノズルのヨーロッパの卓越した研究拠点となり、学界との連携を通じて工業生産を探求し、積層造形の工業化に向けた初期研究開発のあらゆる段階に貢献しています。

GKN トロルヘッテン付加製造センターオブエクセレンスの電子ビームワイヤ溶融溶接技術は、主に GKN の大型航空宇宙エンジン部品および航空宇宙部品の製造に使用されています。 GKN トロルヘッテンセンターの粉末供給レーザー粉末堆積技術は、主にチタン合金およびニッケルベース合金部品の修理に使用されます。

エアバスとサフランの提携の主な目標の 1 つは、SpaceX に対抗することです。SpaceXは、早くも 2013 年に、 EOS の金属 3D プリンターを使用して、SuperDraco ロケットエンジン (ニッケルクロム耐熱合金製) のエンジンコンパートメントを製造することに成功しました。このエンジンは非常に複雑です。冷却チャネル、燃料インジェクター、スロットルシステムはすべて、従来のプロセスで製造するのは困難ですが、3D プリント技術を使用すれば実現できます。同時に、この変更により、製造コストの大幅な削減、納期の短縮、「高強度、延性、耐破壊性、材料のばらつきの少なさ」などの優れた特性の実現など、多くの明らかな利点ももたらされます。

さらに、2017年1月14日、SpaceXは昨年の発射塔でのロケット爆発の影を払拭し、カリフォルニア州ヴァンデンバーグ空軍基地でファルコン9ロケットの打ち上げに成功した。このロケットにも3Dプリント部品、具体的には後処理されたバルブ本体が搭載されていた。この部品は、一連のテスト（厳格なエンジン点火テスト、部品レベルの認定テスト、材料テストなど）を経て、最終的にファルコン 9 の標準部品となりました。

SpaceXに続いて、Blue Originもロケットに使用した3Dプリント技術を実演しました。彼らが印刷したものには、BE-4 ロケットエンジン (液化天然ガスを燃料とする新世代ロケットエンジン) のケース、タービン、ノズル、ローターなどが含まれていました。

Blue Origin の Ox Boost Pump (OBP) 設計では、3D プリントされた単一のアルミニウム部品からニッケル合金の水力タービンまで、多くの主要コンポーネントを作成するために積層造形が活用されています。付加製造方法により、従来の製造技術では作成が難しい複雑な内部フローパスを設計に統合できるようになります。タービンのノズルとローターも 3D プリントされており、精度要件を満たすために最小限の後処理のみが必要でした。

さらに、BE-4ロケットエンジンは、ブルーオリジンのニューグレンロケットランチャーだけでなく、ユナイテッド・ローンチ・アライアンス（ULA）が開発中のバルカンロケットランチャーにも使用できます。ユナイテッド・ローンチ・アライアンスはロッキード・マーティンとボーイングの合弁企業で、現在BE-4とAR-1のどちらを使用するかを検討している。

ブルーオリジンに加え、アラバマ州ハンツビルのダイネティクス社とカリフォルニア州サクラメントのエアロジェット社も、3Dプリントを使用してエンジンの主要部品であるプレバーナーを製造している。プリバーナーの主な機能は、ロケットエンジンのターボポンプを始動するための高温ガスを生成することです。もちろん、ブルーオリジンやユナイテッド・ローンチ・アライアンス（ULA）もこうした技術の開発に携わっています。

さらに読む:
「GM は 3D プリントされた燃料ノズルを含む世界最大のジェットエンジンを 700 基、290 億ドルで製造」
35%の軽量化！サフランの3Dプリント金属タービンノズルが欧州航空安全認証を取得

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出典: 3Dサイエンスバレー

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