METAMETプロジェクトは、軽量部品に対する業界の需要を満たす格子メタマテリアルの開発に資金提供を受ける

2024 年 4 月 1 日、Antarctic Bear は、英国政府の英国イノベーション開発庁 (Innovate UK) の資源効率の高い材料と製造 (REforMM) プログラムが新しい METAMET プロジェクトに資金を提供していることを知りました。このプロジェクトでは、格子金属材料構造の設計と積層造形のためのデジタルフレームワークを提案します。このプロジェクトのコンセプトは、コンソーシアムのメンバーであるAuthentise、NS85 Ltd、Holdson Limited、およびJoining 4.0 Innovation（J4IC – ランカスター大学とTWI Ltdの戦略的パートナーシップ）によって開発されました。
△サンプル画像は、カスタム積層造形されたエンジンチタン格子ブラケットを示しています。付加製造 (AM) を使用することで、重要な AM 機能と設計に重点を置き、チタン部品を最適化して重量を減らし、材料の無駄を減らすことができました。
METAMET プロジェクトの目的は、格子 (方向性冷却、振動の低減、亀裂耐性の向上など、部品に追加の材料特性を与えることができる複雑な繰り返しパターン) を使用して 3D プリント部品を最適化する包括的かつ追跡可能な方法を見つけることです。特に金属マイクロラティスは、エネルギー吸収特性、機械的強度、熱管理機能、設計の多様性を提供しながら、高い強度対重量比を備えた非常に軽量な構造を可能にします。このため、このような軽量構造は、燃料効率や全体的な性能のために軽量化が重要な航空宇宙、自動車、輸送などの業界にとって非常に魅力的です。
しかし、格子メタマテリアルの設計と製造には、複雑で幾何学的に入り組んだ構造に対処し、適切な材料を特定すること、これらの精密な構造を製造するための複雑な新しい製造技術を開発する必要性、必要な性能を維持しながら大規模生産を容易にするための規模とサイズの制限に対処することなど、課題が伴います。
METAMET プロジェクトは、高度な計算ツール、最適化技術、材料科学の専門知識、革新的な製造方法を活用して、関連する課題を克服し、格子メタマテリアルの望ましい機械的、音響的、または電磁気的特性を実現することでこれに応えます。
したがって、METAMET の研究開発 (R&D) 活動は、金属マイクロラティスの設計と製造に必要なすべてのステップをカバーするエンドツーエンドのデジタルフレームワークの提供に重点を置きます。作業内容は次のとおりです:

アルミニウム、チタン、および/または鋼合金などの材料の選択。
格子構造とセル形状の概念設計、およびコンピュータ支援設計（CAD）を使用した設計実装。
構造、挙動、強度対重量比、エネルギー吸収能力などの特性を評価するためのシミュレーションと最適化。
粉末金属を使用した付加製造、後処理、テスト特性評価。

設計と製造段階を検証した後、最終的な目標は、カスタム製造装置や専門の製造施設との提携などのオプションを使用して、実際の展開に向けて製造を拡大することです。
Joining 4.0 イノベーションセンター (J4IC) のディレクターである Darren Williams 教授は、次のように述べています。「J4IC は、軽量コンポーネントと構造の製造に大きなメリットをもたらすことが期待されるこの非常に有望な新プロジェクトに参加できることを嬉しく思います。独自の新技術の開発に加えて、METAMET は、より少ないエネルギーで軽量コンポーネントを生産することで、材料の消費量と炭素排出量を削減するなど、より広範な環境目標もサポートします。これにより、大型構造物の重量が軽減され、運用時の燃料効率が向上します。」
METAMET プロジェクトは、助成契約 10081046 に基づき、18 か月間にわたり Innovate UK から資金提供を受けています。