SPEE3Dコールドスプレー積層造形技術が国際海軍演習で活躍

2024年8月19日、アンタークティックベアは、オーストラリアの金属3DプリンターメーカーSPEE3Dが環太平洋合同海上軍事演習（RIMPAC）への参加を成功裏に完了したと発表したことを知りました。
SPEE3Dは、ハワイのカネオヘ湾米海兵隊航空基地にあるRIMPACの実験艦であるUSSトライデント・ウォリアーに遠征製造ユニット（EMU）を配備した。
同社はコールドスプレー積層造形（CSAM）と後処理技術を使用して、アルミニウムとステンレス鋼の鋳造金属部品11個を3Dプリントしました。今後は、これらの修理・交換部品の材料特性を研究し、紛争環境における防衛装備品の保守における EMU の実現可能性を評価する予定です。
演習中、付加製造技術を最初に採用したのは米海軍だった。 SPEE3DのCEO、バイロン・ケネディ氏は、RIMPACは「国防総省（DoD）がこれまでに実施した中で最大の分散型先進製造デモンストレーション」だと語った。
同氏はさらに、米国国防総省も、軍隊に3Dプリンティングの訓練と付加製造の導入を行うという同社の目標を共有していると付け加えた。ケネディ氏は、「近代化と運用準備に必要な場合に重要な金属部品」を 3D プリントすることに価値があると考えています。
△SPEE3Dの新しい遠征製造ユニット（EMU）、左がSPEE3Dcell、右がXSPEE3D。写真提供：SPEE3D。
RIMPAC 2024 での 3D プリント<br /> この国際軍事演習には、29か国から40隻の船舶、150機の航空機、3隻の潜水艦、14の陸上部隊、2万5000人の兵士が参加した。これは世界最大規模の国際海軍演習シリーズであると伝えられている。
トライデント・ウォリアー演習中、EMU は海軍大学院の一部門である先進製造研究教育コンソーシアム (CAMRE) のエンジニアチームによってテストされました。
エクスペディション製造セルは、SPEE3D の XSPEE3D コールドスプレー 3D プリンターと SPEE3Dcell 後処理セルを組み合わせたもので、今年初めに発売されました。コンテナ化されたシステムは遠隔地に配備することができ、軍隊は必要な場所で金属スペアパーツを迅速に製造することができます。
XSPEE3D は、超音速粒子堆積 (SPD) とも呼ばれるコールドスプレー 3D 印刷技術を使用して、大型で高密度の金属部品を迅速に製造します。この3Dプリンターは毎分100グラムの印刷速度を持ち、最大⌀0.9m ×0.7mのサイズの部品を製造できます。これは、市場に出回っている他の金属 3D プリンターよりも 100 ～ 1,000 倍高速であると言われています。
SPEE3Dcell は、熱処理炉、CNC 3 軸フライス盤、ツール、テスト機器を完備した、完全装備の移動式後処理セルです。軍事用スペアパーツの製造では熱処理が非常に重要です。これにより、3D プリントされたコンポーネントは優れた機械的特性、高い強度を備え、加工が容易になります。
△XSPEE3Dコールドスプレー積層造形プリンター。写真提供：SPEE3D。
RIMPAC において、CAMRE は、3D プリントによって重要な部品の配送時間を数日から数時間に短縮し、軍事サプライチェーンのセキュリティを確保できることを実証しようとしました。さらに、SPEE3D はコンソーシアムと協力して、遠征環境での 3D プリントのベストプラクティスを模索しています。
CAMRE チームは EMU を使用して、陸軍、海軍、空軍、海兵隊、沿岸警備隊向けに鋳造同等の交換部品 11 個を 3D プリントすることに成功しました。
マイケル・ラディガン中佐は、海兵隊イノベーション部門のメンバーであり、米国政府のトライデント・ウォリアー 24 CAMRE チームのリーダーです。同氏は、CAMREは「最新の高度な製造技術の運用化を促進し、さらなる能力を引き出す方法を見つける」と述べた。
米海軍はEMUに加え、2024年の環太平洋合同演習でスノーバード・テクノロジーズのSAMMテック・ハイブリッドDED製造システムも採用した。このコンテナ型 3D プリンターは、Meltio の金属ワイヤ指向性エネルギー堆積 (DED) 技術と FANUC 制御の CNC システムを組み合わせています。したがって、金属部品は、同じ機械で 3D プリント、フライス加工、仕上げを行うことができます。演習中、ハイブリッド製造プラットフォームがサンアントニオ級ドック型輸送揚陸艦USSサマセット（LPD-25）に設置されました。
△CAMREチームはRIMPAC演習中にXSPEE3D 3Dプリンターを使用しました。写真提供：海軍大学院。
付加製造により戦闘能力が向上<br /> 世界中の軍隊は、重要な戦闘装備の可用性を向上させるために、付加的な管理をますます活用しています。
実際、RIMPAC 2024 は、米国国防総省が付加製造技術を採用した初めてのケースではありません。今年初め、米海軍は、標準ミサイル（SM）プログラム用の3Dプリント固体ロケットモーター（SRM）プロトタイプの設計、製造、高温燃焼試験を行う契約をロケットモーター製造業者のUrsa Major社に授与した。
同社は、製造性と信頼性を最適化するために、付加製造技術 Lynx を使用して新世代の SRM を開発しています。これにより、米国は国内備蓄を補充し、ウクライナで進行中の戦争活動を支援する中で、高まるSRMの需要を満たすことができるようになると期待されている。
さらに、英国陸軍は初めて3Dプリント技術を使用して戦場でスペアパーツを印刷しました。英国陸軍は、冷戦以来のNATO最大の軍事演習であるステッドファスト・ガーディアン演習で金属およびポリマー3Dプリンターを使用した。
王立電気機械工兵隊第 9 地域支援大隊 (9 REME) は、ランドローバーなどの古い車両の損傷した部品や紛失した部品の交換に 3D プリンターを使用しています。これらの部品には、燃料ドラム、通信システムブラケット、エンジンコンパートメント内のブラケットが含まれます。
金属面では、英国陸軍は昨年購入したXSPEE3Dユニットを使用しています。名前のない FDM 3D プリンター「Polymer Fabrication Space System」も使用されました。必要な場所まで輸送できるよう、トラックの荷台に積まれます。

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