GEエアロスペース、3Dプリントジェットエンジンの生産拡大に6億5000万ドルを投資

アメリカの多国籍エネルギー企業ゼネラル・エレクトリック（GE）の航空宇宙部門であるGEエアロスペースは、2024年3月に、この投資によって生産能力を高め、商業・防衛顧客の高まるニーズに対応できると期待し、2024年に世界中の製造工場とサプライチェーンに6億5000万ドル以上を投資する計画を発表した。

△ボーイング777Xジェット機とGE9xエンジン

2024年の投資計画では、GEエアロスペースが、GEとフランスの航空宇宙メーカーであるサフランとの合弁会社であるCFMインターナショナルが開発し、エアバスA320neo、ボーイング737 MAX、COMAC C919航空機に搭載されるLEAPエンジン（3Dプリントで製造）の生産を拡大する予定です。この資金は、ボーイング777Xジェット機向けに設計され、300個以上の3Dプリント部品を備えた同社のGE9Xエンジンの完全生産にも使用される予定だ。

「当社は航空宇宙業界全体の大切なサプライヤーやパートナーに多額の投資を行っています」とGEエアロスペースのCEO、H・ローレンス・カルプ氏は述べた。「これらの投資は、最先端の機器と安全性の向上をサポートするGEエアロスペースの取り組みの一環であり、顧客の高まるニーズに応えるのに役立ちます。」

このニュースは、GEエアロスペースが来月完全に独立した企業になると発表した直後に発表された。 GEは2024年4月2日にGE Vernova発電事業を分社化し、GE Aerospaceが同社の唯一の残存事業となる予定だ。 GE はその後 GE Aerospace に名称変更され、GE の 3 つの独立した組織への変革が完了します。同社の医療部門であるGEヘルスケアは2023年1月に独立した会社となった。

GEエアロスペースが生産能力を拡大
GEエアロスペースは2024年に6億5000万ドルを投資する予定で、そのうち4億5000万ドルは米国14州にある22の施設への投資に、1億ドルは海外拠点の建設に、さらに1億ドルはGEのサプライチェーンの確保を支援するために米国のサプライヤーに投資される予定だ。

米国への投資の一環として、GEのシンシナティ工場で民間および軍用航空機エンジンの生産を拡大するため、1億700万ドルが割り当てられた。この資金は、新しい3Dプリンター、ツール、その他の機器の購入、およびエンジン試験施設のアップグレードに使用されます。 GEエアロスペースのアラバマ州オーバーン工場でも3Dプリント能力が拡張され、このアップグレードによりエンジン部品の生産が加速されることが期待されて5,400万ドルの資金が提供される予定であり、ノースカロライナ州は生産能力の拡張と品質の向上のために4,600万ドルを受け取る予定である。

GEエアロスペースのインディアナ州テレホート工場も、ナローボディ機とワイドボディ機のエンジン生産を増やすため、ハードウェアと建物自体のアップグレードに500万ドルを投資する予定だ。さらに、GEエアロスペースは、マサチューセッツ州リンでの軍用ヘリコプターと戦闘機エンジンの組み立てとテストを支援するために3,000万ドルを費やす予定です。

GEエアロスペースは2023年に同様の投資を行い、米国全土の工場での組み立ての改善、生産能力と安全インフラの増強に3億3500万ドルを投資した。同時に、GEエアロスペースは生産能力をさらに増強するため、米国の工場で1,000人以上の新規従業員を雇用する予定だ。

△ 積層造形法で作られた機能的なジェットエンジン部品

GE エアロスペースにおける 3D プリント
GEエアロスペースは長年にわたり積層造形を採用しており、欧州特許庁（EPO）によると、2001年から2020年の間に3Dプリント関連の特許を最も多く出願した企業である。 GE Aerospace の LEAP エンジンにはそれぞれ 19 個の 3D プリント燃料ノズルが搭載されており、CFM56 エンジンに比べて燃料効率が 15% 向上します。この効率を達成するための鍵は軽量化であり、GE の画期的な 3D プリント燃料ノズルチップは、従来の方法で製造されたものよりも 25% 軽量で、5 倍の耐久性を備えています。

LEAP ノズルは複雑な形状をしており、ジェット燃料が燃焼室に入る前に予混合できるため、エンジン効率がさらに向上します。 GEは2016年にノズルの運用を開始して以来、数十万個のノズルを生産しており、これは航空宇宙産業における大量生産の3Dプリンティングにおける大きなマイルストーンとなっている。

GEエアロスペースは2013年から、推力134,300ポンドのGE9Xエンジンの開発とテストを行っており、その部品の大半は3Dプリントされている。ここでは、従来の製造方法では実現できない形状の部品を製造するために、積層造形が集中的に使用されています。

GEは2019年、GE9Xエンジン1基につき300個の3Dプリント部品を使用し、これらを組み合わせて大型部品を形成していると発表した。これにはGEの3Dプリント燃料ノズルのほか、温度センサー、燃料ミキサー、熱交換器、セパレーター、長さ1フィートの低圧タービンブレードなどが含まれており、エンジンの軽量化に貢献している。 GEによれば、3DプリントによりGE9Xエンジンの燃費はGE90に比べて10％向上したという。

△GEの完全3DプリントLEAP燃料ノズル

付加製造が航空宇宙産業を進歩させる

GE エアロスペースは、付加製造を通じて航空宇宙部品の生産規模拡大に取り組んでいる唯一の企業ではありません。産業用金属 3D プリンターメーカーの AddUp とフランスの航空宇宙企業 Dassault Aviation は、航空業界における金属 3D プリントを「試作」から「量産」へと進化させるために提携しました。 2022年に発表されたこの5年間のプロジェクトは、レベル2およびレベル3の認定を受けた航空機部品の製造に最適化されたマルチマテリアル金属3Dプリントプロセスの開発、認定、統合を目指しています。「AEROPRINT」と呼ばれるこのプロジェクトは、金属3Dプリントと比較して、品質の安定性、再現性、競争力を実現することを目指しています。

航空宇宙および防衛関連請負業者のロッキード・マーティン、金属 3D プリンター製造会社の Velo3D、航空宇宙部品検査会社の Vibrant は、米国国防総省 (DoD) の LIFT 研究所と提携しました。この協力を通じて、パートナーは 3D プリントによる極超音速ラムジェットエンジンの有効性を評価しました。ターボジェットとは異なり、ラムジェットには可動部品が少なく、極超音速（マッハ5以上）を達成できます。このプロジェクトの最終目標は、極超音速飛行を達成するための最も効率的な方法を提供する材料と製造プロセスを特定することです。

ラムジェット部品は、Velo3D のレーザーパウダーベッドフュージョン (LPBF) 技術を使用して 3D プリントされ、Vibrant の音響ベースのプロセス補正共振テスト (PCRT) にかけられました。このテストにより、応力状態、部品の完全性、形状、表面仕上げなどの主要な物理的特性を評価できます。研究の次の段階では、3D プリントされた部品の疲労挙動をテストします。

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