計算工学により3Dプリントが強化され、高性能な航空宇宙部品や生産基準が実現

2024年3月17日、アンタークティックベアは、カリフォルニアに拠点を置くMIMO TECHNIKが2024年積層造形ユーザーグループカンファレンスで、ASTRO試験研究所およびLEAP 71と協力し、計算工学を使用して完全に認定された航空宇宙製品を製造し、積層造形プロセスに革命を起こし、航空宇宙生産の新しい基準を作成することを発表したことを知りました。

MIMO TECHNIK は、新しい宇宙および防衛分野の要求の厳しい顧客のニーズを満たすことに専念するサービス組織であり、6 台の SLM 500、4 台の SLM 280、3 台の SLM 125 金属プリンターを所有しています。カリフォルニア州フリーモントにある ASTRO テストラボでは、New Space コミュニティやその他の分野向けに幅広い機械テストを実施しています。 LEAP 71 は、製造プロセスに革命を起こすことを目指す、ドバイを拠点とする計算エンジニアリングのスタートアップ企業です。

計算工学のテストでは、研究者はアルゴリズムとパラメータを操作して、さまざまなオブジェクトを生成できるモデルを作成します。このアプローチは、ジェネレーティブデザインと機械学習を組み合わせたものです。このコンセプトは、個々のオブジェクトをゼロから作成するのではなく、簡単にカスタマイズできる高性能な製造オブジェクトの設計を中心に展開されます。 MIMO は、自動車専用の単一のヒートシンクの設計に重点を置くのではなく、最高のヒートシンク技術の開発に注力しました。したがって、エンジニアは最高の自動車ラジエーターを作成するためのシステムを開発します。 Leap71 はオープンソースカーネル PicoGK を開発しました。これにより、他のユーザーがその機能を活用して独自のデザインやデザインシステムを生成できるようになります。
「航空宇宙は当社の重要な注力分野です。当社の計算システムは、エンコードされたエンジニアリング原理と物理学に基づいて複雑な 3D ジオメトリを作成できます。ただし、モデルを継続的に改善するには、実際の製造とテストのフィードバックも必要です。MIMO および ASTRO と連携することで、クローズドフィードバックループを備えた真のコラボレーションワークフローに移行し、非常に高度なシステムを製造および認証できます」と、LEAP 71 のマネージングディレクター、Josefine Lissner 氏は述べています。
「過去 10 年間、MIMOTECHNIK は複雑な金属航空宇宙部品を大量生産する能力を構築してきました」と、MIMO TECHNIK の CEO である Jonathan Cohen 氏は述べています。「当社の技術スタックにより、施設内の金属 3D 印刷プロセスを前例のないレベルで制御できます。しかし、当社の能力を真に活用した設計を作成するにはどうすればよいのでしょうか。この分野で LEAP71 を使用して行われている作業を見たとき、これがこれまでにないレベルのエンジニアリングおよび製造技術を大幅に向上させる答えであることは明らかでした。」

「CAD を使用した従来のエンジニアリングは、テストからの絶え間ないフィードバックに適応できるほど柔軟ではありません」と、ASTRO Test Labs の CEO である Humna Khan 氏は述べています。「現在製造されているコンポーネントのパフォーマンスは、手作業が伴うため、最適とは程遠いものになっています。LEAP 71 の計算アプローチを使用すると、即座に再設計し、テストシステムからのフィードバックを直接取り入れて再度製造できるため、特に保守的な宇宙技術分野では前例のないイノベーションの好循環を生み出すことができます。」
注目すべき点の 1 つは、チームが LEAP 71 ソフトウェアとモデルを使用して ITAR および AECA プロジェクトをターゲットにしていることです。これにより、通常はアクセスできない非常に複雑な部品に同社のソフトウェアを使用できるようになるため、UAE を拠点とする同社にとって大きな利点となる可能性があります。
ジェネレーティブデザインやその他のアルゴリズムベースの設計アプローチと同様に、計算工学は過大評価され、取るに足らないものであると批判されてきました。しかし、この概念には重要な価値があります。設計をより高い抽象レベルに移行すると、統合開発環境 (IDE) がコーディングにもたらしたのと同じように、コーディングに革命を起こす可能性があります。この変更により、より多くの人がより多くのタスクを迅速に完了できるようになり、専門家は広く使用されるウィジェットを作成できるようになります。最終的にはジェネレーティブデザインが効果的であることが証明されるかもしれませんが、このアプローチが今回成功するかどうかは定かではありません。
3社は、それぞれのアプローチの有効性を評価するために、実際のテストを実施する予定だ。彼らの目標は、展示会用のディスプレイの作成にとどまらず、飛行に不可欠なハードウェアに焦点を当てることでした。彼らは協力して、特に航空宇宙分野において、構想から製造までの道筋を確立したいと考えています。しかし、彼らはまた、特に多くの超複雑な部品を手作業でモデル化することが難しい防衛や新宇宙など、より幅広い分野での潜在的な応用も見出しています。計算工学はこれらの分野で大きな価値を発揮することができます。

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