3Dプリントセンサーが航空機のブレードに「モバイル健康デバイス」をもたらす

3Dプリントセンサーが航空機のブレードに「モバイル健康デバイス」をもたらす


「ジェット機のメンテナンス、特にブレードの疲労を監視することは非常に費用と時間がかかりますが、ウェアラブルなモバイル健康デバイスのようにブレードの動作をリアルタイムで監視できたらどうでしょうか。3Dプリントされたセンサーはこれを可能にします。航空宇宙部品に取り付けられたこれらのセンサーは、ジェット機のメンテナンスプロセスを最適化するのに役立ちます。」

オプトメックエアロゾルジェットテクノロジー

オプトメックのエアロゾルジェット技術により、スウォンジー大学の研究者は、ジェットエンジンのコンプレッサーブレードの表面にひずみセンサーと光学クリープセンサーを直接印刷できるようになりました。研究者たちは、レーザー検査システムと光学測定用センサーを使用して、部品のクリープの程度を 10 ナノメートル以内で判定することができました。ウェールズ印刷コーティングセンター(WCPC)の研究者たちは、これによりブレードの状態を監視し、燃料効率を改善し、エンジンをより低温で稼働させることができると考えている。

3D 印刷プロセス (ウェールズ印刷コーティング センター)
センサーの印刷プロセスは、まずミスト発生器を使用して銀ナノ粒子導電性インクを霧化することから始まります。この霧化は、シースガスの環状流を生成する流れ空気力学的に誘導された堆積ヘッドを通して行われます。ノズルは基板に向けられ、スプレーは同軸の流量で集中されます。材料のパターン形成は CNC コマンドによって行われ、基板は固定されたまま、堆積ヘッドと基板間の距離は一定に保たれるため、材料の正確な堆積が保証されます。

3D プリントされたクリープ センサー。 (ウェールズ印刷コーティングセンター)
インクが塗布された後、熱処理が行われ、センサーに適切な導電性と機械的特性が与えられます。さらに、レーザー加工プロセスを使用した局所的な加工も可能で、耐熱性が極めて低い材料の使用が可能になります。最終結果は、高性能を実現する 10 ナノメートルの微細エッジ定義を備えた高品質フィルムです。

温度制限

WCPC の研究者は、摂氏 250 度まで安定したナノ銀インクを使用している一方で、高温部品 (摂氏 1,200 度) 用のナノプラチナ インクも開発しています。センサーの温度制限は航空宇宙産業における大きな問題であるため、成功すればこれは重要な意味を持つだろう。

センサーの 3D プリント (ウェールズ印刷コーティング センター)
現在、これらの 3D プリント センサーは低圧タービン ブレードには使用できますが、高圧タービン ブレードには使用できません。高圧タービンは燃焼器の下流に位置しているため、最も高い温度にさらされます。低圧タービンは熱が少なく、コンプレッサーブレードの数も少ないため、これらの低圧コンポーネントには 3D プリントされたセンサーを使用できます。圧力とクリープのレベルはセンサーによって監視されます。もちろん、高圧タービンブレードは圧力とクリープが大きいため、このような監視がより必要になります。

レビュー

モノのインターネットの発展により、独立した機能を実行できるすべての通常のオブジェクトがネットワークを通じて相互接続され、現実世界がデジタル化され、交通・物流、ヘルスケア、スマート環境(家庭、オフィス、工場)、個人、社会の分野が相互接続されます。センサーの技術開発は、モノのインターネットの発展を促進する上で重要な役割を果たします。

センサーは、自動車、民生用電子機器、産業オートメーション、通信、ビルオートメーション、航空宇宙および防衛、医療、鉄道などの分野で幅広く使用されます。特に、携帯電話、メディアプレーヤー、スマートテレビ、ホームシアターシステム、デジタルカメラ、洗濯機、ウェアラブルデバイス、ゲーム機などの民生用電子機器の分野では大きな需要の可能性があります。

Optomec の技術はその独自性により、センサー分野で大きな可能性を秘めている可能性があります。現在、ゼネラル・エレクトリックの子会社であるGEベンチャーズとオートデスクの子会社であるオートデスク・スパーク・インベストメント・ファンドがオプトメックの技術に投資している。
3Dサイエンスバレー

オプトメック、航空、航空宇宙、医療、投資

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