エアバスのA320隔離キャビンの金属印刷の進捗状況は？

この投稿は Little Soft Bear によって 2017-2-10 13:00 に最後に編集されました。

以前、エアバスはオートデスクのThe Livingデザインスタジオと協力し、エアバスA320航空機用の大規模な「バイオニック」キャビン隔離構造を開発しました。 Scalmalloy と呼ばれるこの構造は、直接金属レーザー焼結技術を使用した新しい超強力軽量合金材料を使用して 3D プリントされました。

スカルマロイ構造は2016年にテストされ、客室後方の食事準備エリアを区切るためにすべての新しいエアバスA320に搭載される予定です。さて、2017年現在、エアバスの計画はどのように進んでいるのでしょうか?
エアバスは2016年から3Dプリントの工業生産の実現に取り組んでおり、プラスチック3Dプリントだけでなく金属3Dプリントも行っています。このため、エアバスの 3D プリント装置には、EOS、Concept Laser、SLM Solutions などの選択的レーザー溶融装置が含まれています。また、同社の英国工場では、Arcam 社の EBM 選択的電子ビーム溶解プロセスを使用して部品も製造しています。エアバスはまた、シアキー社のアーク溶接3Dプリント装置を使用して、1時間あたり最大1kgの堆積速度で大型部品を製造しています。

スカルマロイ構造のハイライトは、軽量であるだけでなく強度も備えたバイオミミクリーです。元の構造より 55 ポンド軽量化され、軽量化の効率化により、運用中の航空機 1 機あたり最大 96,000 トンの CO2 排出量削減が累積的に実現します。将来、この構造がキャビン全体を覆うように拡張されれば、節約効果はさらに驚異的なものとなり、年間465,000トンの二酸化炭素排出量削減に相当し、これは陸上の自動車96,000台による大気汚染の削減に匹敵します。したがって、Scalmalloy 構造の価値は、材料の節約だけでなく、エネルギーの節約と環境への影響にもあります。

ジェネレーティブデザイン - ジェネレーティブデザインはプロジェクト成功の鍵であり、オートデスクには非常に明確な目標と制約があります。ナセル構造は胴体と4点のみで接続できます。緊急措置に対応するため、担架がキャビネット内に入ることができるように仕切りの一部を外す必要があります。

Scalmalloy の構造はセル構造にヒントを得ています。Autodesk はカスタマイズされたアルゴリズムを使用して、高強度と低重量が求められる航空機部品に特に適した構造を実現しています。構造モジュールはネットワークのように接続されており、材料の使用を最小限に抑えます。さらに、このような構造は高い耐障害性を持つように設計されているため、1 つまたは複数のノードが故障しても、ネットワーク全体の安定性には影響しません。隔離構造には合計 122 個の 3D プリント部品が必要で、7 つの異なるバッチで印刷されました。

軽量化は、スカルマロイの設計の大きな特徴です。通常見られるセル構造による軽量化とは異なり、個々の構造は非常に高密度であり、これらの高密度構造部品を「接合」することで、軽量で高強度の複合構造が実現されます。これはまさに航空宇宙分野における驚くべき発見です。

もうひとつのハイライトは、「全体をパーツに分割する」こと、つまり、大きな構造パーツをレゴのようなコンポーネントに分割し、これらの小さなコンポーネントを金属印刷で完成させることです。それでも、比較的小規模な粉末床積層造形技術を使用してこれらの製品を製造するには時間がかかります。

エアバスは最近、EOS M400 と Concept Laser 装置を使用してこれらのコンポーネントを製造することで、この課題の解決策を実証しました。積層造形の要件に応じて、モデリング結果はソフトウェアを通じて最適化され、各製造において粉末床の構築スペースを最大限に活用できるようになります。
エアバスは、本当の難しさは 3D プリントされた部品間の接続にあることを発見しました。熱間静水圧プレスの後、エアバスは各コンポーネントを再測定して接続面を見つけ、CNC フライス盤を使用してコンポーネント間のぴったりとしたフィットを実現する必要がありました。現在、エアバスはプロセス間の接続を手作業で完了させています。エアバスは、2年以内にスカルマロイモジュールの生産に粉末床製造を導入する予定です。ただし、このプロセスには多くの課題があります。これらのプロセスを完全な自動化システムで接続する方法は、課題の1つです。
画像: エアバス部品の機械加工には、もちろん、より大型の選択的レーザー溶融 3D 印刷装置もエアバスに役立つでしょう。より大きなブロックを加工できる場合、サイズが大きいほど接続数とフライス盤で処理しなければならない作業量が減ります。また、1 回の処理プロセスでより多くのブロックを完了することも可能になります。将来、より少ない加工工程で全てのブロックを完成できるようになれば、加工効率は間違いなく大幅に向上し、実際の生産に向けた金属3Dプリントがより実現可能となるでしょう。

出典: 3D Science Valley 詳しい情報:
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