レニショーは、ランドローバー BAR レーシングボート Rita の流体の流れを改善するために 3D プリントされたマニホールドを使用しています。

この投稿は、Little Soft Bear によって 2017-6-2 16:16 に最後に編集されました。

ランドローバー BAR テクノロジーイノベーショングループの一員であり、世界的な英国のエンジニアリング企業であるレニショーは、過去 3 年間にわたり、高度な金属 AM テクノロジーを使用してセーリングチームのパフォーマンス向上に貢献してきました。このグループの目標は、イギリスの最高のエンジニアリングを結集してアメリカズカップ優勝に貢献することです。これは世界中の他の航海とは違った挑戦です。

ランドローバー BAR のアメリカズカップ (ACC) ヨット「リタ」(コードネーム R1) は、85,000 時間に及ぶ水上テストと厳格な建造を経て完成した設計と建造の傑作です。全長15メートルのレーシングカタマランには、130メートルの油圧配管と、190個のセンサーを接続する1,200メートルを超える電子ケーブルが装備されています。翼の面積は103平方メートル、高さは23.5メートルで、A320型機の主翼に匹敵する。 R1 の各船体には、手動で展開されるダガーボードが装備されており、90 度以上曲がって水中翼を形成します。

ボートの速度が約 16 ノット (18 mph) に達すると、水面の力によって十分な揚力が生じ、ボートは水中を垂直に飛行できるようになります。この「飛行」状態により抗力が低減し、効率が向上して速度が向上します。 R1 では、操縦面はすべて油圧アクチュエータによって作動します。油圧は、特殊なハンドルを回す作業員の「グラインダー」たちの汗と労力によって生み出されます。 4 台の研削盤が人工エンジンとして機能し、必要な油圧エネルギーをすべて生成します。

Land Rover BAR は、付加製造によって重量を軽減し、油圧システムの効率を向上させることができる可能性を理解していました。簡単に言えば、これによりボートの設計者は油圧システムの性能とそれを動作させるために必要なエネルギーの間で完璧なバランスを実現できるようになります。これにより、グラインダーはエネルギーを節約しながら、容器を最適なレベルで稼働させることができます。

製品マーケティングエンジニアの David Ewing 氏を含む Renishaw Additive Manufacturing チームは、Land Rover BAR 設計チームと協力し、Renishaw の金属積層造形 (3D プリント) テクノロジーを使用してカスタムマニホールドを製造しました。

Renishaw の David Ewing 氏の自己紹介: 私は積層造形を専門とする製品マーケティングエンジニアで、Renishaw に 6 年間勤務しています。私の経歴は航空宇宙とエンジニアリングです。入社して位置エンコーダーの仕事を始めてから、4年前に金属積層造形に移りました。私は余暇にはヨットに乗っており、追加製造の真の支持者です。そのため、Land Rover BAR プロジェクトに参加できることを光栄に思います。

レニショーは「応用イノベーション」に完全に専念していると思います。実際の現実世界の問題を解決するために適用される製造革新を開発するからです。積層造形は比較的新しい最先端技術であり、レニショーは金属部品を3Dプリントするための高性能マシンを製造する唯一の英国メーカーです。

R1 レースボートではどの部分が積層造形されているのでしょうか?

これは部品の迅速なプロトタイプ作成に使用され、ボート用の完全に機能するマニホールド部品の製造にも使用されています。たとえば、油圧マニホールド。油圧マニホールドは、バルブとアクチュエータを接続する油圧システム内の流体の流れを制御します。これにより、設計エンジニアは、コンポーネントをコンパクトなユニットに組み合わせながら、油圧回路の動作を管理できるようになります。

従来のマニホールドの代わりに Metal AM マニホールドを使用する理由は何ですか?

金属 3D プリント技術が登場する前は、油圧システムのすべてのコンポーネントは減算製造方法で製造されていました。従来、油圧ブロックマニホールドは、サイズに合わせて切断および機械加工されたアルミニウム合金またはステンレス鋼のビレットから製造されています。次に、流路を作成するために 90 度の角度で穴が開けられました。複雑な穴あけ作業が必要なため、特殊なツールが必要になることがよくあります。システム内の流れを適切に誘導するには、通路を塞ぐ必要があります。従来の製造プロセスの性質上、流路間の接合部が急激な角度になり、流れの分離や停滞が発生する可能性があり、これが効率低下の主な原因となります。

AM は部品の設計と製造にどのようなメリットをもたらしますか? また、これは Land Rover BAR にどのようなメリットをもたらしますか?

従来のマニホールドに見られる急角度のジョイントは油圧流体の流れを遅くし、その結果、動力が失われる可能性があります。積層造形を使用することで、流体の流れを促進し、効率を高める、滑らかで丸みを帯びたコーナーを設計および構築できます。もう 1 つの利点は、従来のブロックマニホールドに比べて大幅に軽量化されていることです。従来のブロックマニホールドは減算プロセスを使用して生成されます。材料を切り取る必要があるため、余分な不要な重量や仕様を超えた壁厚が残る可能性があります。減算プロセスの制限により仕様を超えるのではなく、機能に適合するようにマニホールドの壁の厚さを調整できます。ボートに使用されているマニホールドはすべて、軽量かつ強度に優れたチタン合金で特注されています。

AM のもう 1 つの利点は、多くの反復を迅速に生成できることです。これは、イノベーションの競争において非常に重要です。比較することができます。

QuantAM でビルドファイルを準備したら、それを Renishaw 金属 AM システムに送信できます。 Renishaw の金属 AM システムは、レーザー粉末ベッド融合技術を使用して微細な金属粉末を融合し、層ごとに部品を組み立てます。まず、金属粉末を Renishaw 金属 AM システムに装填し、金属プレートをシステムのビルドチャンバーに装填して固定します。 QuantAM ファイルをシステムに送信し、真空を使用してシステムビルドチャンバーからすべての空気を除去します。次に、不活性ガスがシステムに注入され、安全で安定した雰囲気が作られ、粉末の供給が開始されます。建築ボード上に金属粉末の微細な層を塗布し、その層が均一になるように柔軟なワイパーをボード全体に通します。高出力レーザーを照射して焦点を合わせ、ビルドファイルによって提供される 2D レイヤーデータに従って粉末を溶かします。ビルドプレートが下方に移動し、次の粉末層が堆積され、部品が完全に構築されるまで積層プロセスが繰り返されます。

構築が完了すると、システム内で密閉されたまま、余分な粉末が払い落とされます。その後、部品を搭載したビルドプレートをシステムから取り外し、後処理技術を使用して完成させることができます。ほとんどの金属部品は、ワイヤー EDM マシンを使用して建物のパネルから除去されます。その場合、表面処理と熱処理が必要になる場合があります。機械加工は、ねじや高い許容誤差を必要とする領域を組み込むために使用されます。

R1 は信じられないほど先進的なレーシングカタマランであり、課題は非常に大きく、高性能レーシングカーの開発に携わる場合と同じような方法で作業を進めました。つまり、多くの設計変更、厳しいスケジュール、決まったレース日に合わせて部品を迅速に生産する作業です。私たちがこれらの課題に取り組むためにチームワークを発揮したことを誇りに思います。

出典: 3D Printing Online 詳しい情報:
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