SpaceX は 6 台の MK システムを購入しました。なぜ 1,000 台の 3D プリンターを置き換えることができるのでしょうか?

この投稿は Coco Bear によって 2024-1-23 22:35 に最後に編集されました。

国には大企業が必要ですが、輸出で優位に立つ、あるいは世界的勝者となるためには、中小企業、特に「隠れたチャンピオン」と呼ばれる輸出志向の中小企業も同様に不可欠です。一般的に、隠れたチャンピオンが成功するには、グローバル化、イノベーション、集中、卓越性の追求を継続的に推進するだけでなく、デジタル化、ビジネスエコシステム、持続可能性という 3 つの新たな原動力も考慮する必要があります。

●まず、デジタル化に関しては、消費者のデジタル化と産業のデジタル化という2つの概念を区別する必要があります。消費者のデジタル化は主にアリババ、テンセント、グーグルなどの中国とアメリカの大手企業に関係していますが、産業のデジタル化では隠れたチャンピオン企業が主力となっています。 TeamViewer は、25 億台を超えるデバイスにインストールされている、リモートデスクトップコントロールの世界的リーダーです。長短期記憶ニューラルネットワーク（LSTM）は、AppleのSiriやAmazonのAlexaなどの人工知能システムをサポートしており、30億台以上のスマートフォンがこの技術を使用しています。 DeepL は最高の機械翻訳システムであり、Celonis は世界をリードするビッグデータプロセスマイニングプロバイダーです。現代の自動運転の分野では、特許の40％以上がドイツ企業に属しています。

●第二に、中小企業にとってビジネスエコシステムに参加することも非常に重要です。インベストメント鋳造システムを提供するMKテクノロジーは、その代表的な例です。 MKテクノロジーは中国、ドイツ、イスラエル、フランスにパートナーを持っています。スペースXは、本来であれば1,000台の大型3Dプリンターが必要となる作業を完了するために、6台のMKシステムを購入した。この小さな会社は、非常に複雑な分野で最先端のテクノロジーを提供し、複雑なビジネスエコシステムも構築しています。

●最後に、持続可能性について。持続可能な技術は次世代の先端技術だと言う人もいます。その通りだと思います。持続可能な技術は世界を変えます。そして、隠れたチャンピオン企業は持続可能な技術の先頭に立っています。

MKテクノロジー

MK はボン近郊の Grafschaft に拠点を置き、精密鋳造およびラピッドプロトタイピング用の特殊機械の開発、製造、販売を行っています。 MK システムは世界 5 大陸で使用されており、顧客は大企業から研究機関、サービスプロバイダーまで多岐にわたります。 MK Systems は、産業オートメーション、航空宇宙、医療技術、機械工学、家電製品、エンターテイメントエレクトロニクスなど、幅広い業界にサービスを提供しています。

MK テクノロジーには 3 つの生産ラインがあります。

● セラミックシェルモールド製造用精密鋳造システム ● セラミックシェルモールド脱ろう用脱ろう釜 ● プラスチック試作品製造用真空鋳造システム

インベストメント鋳造システム

△精密鋳造の原理

MK テクノロジーの精密鋳造技術の原理は、インベストメント鋳造またはロストワックス鋳造のプロセスを使用して、複雑な形状、正確な寸法、滑らかな表面を持つ金属部品を製造することです。プロセスの主な手順は次のとおりです。

●ワックス注入機を使用して、溶融パラフィンを金属の型に注入し、鋳造物と同じ形のワックスモデルを作成します。

●複数のワックスモデルを1本のワックスツリーに接続してワックスモデルセットを形成します。

●ワックスモデルをセラミックスラリーに浸し、表面に砂をまぶしてセラミックコーティングを形成します。セラミックコーティングが希望の厚さに達するまでこの手順を繰り返します。

●セラミックコーティングは乾燥して硬化し、強固なシェルを形成します。

●鋳型シェルを加熱して内部のワックスパターンを溶解または蒸発させ、鋳造鋳型となる空洞を残します。

●溶かした金属を金型に流し込み、冷却後に金属部品を取り出します。次に、殻を割って取り除き、金属部分を切断、洗浄、研磨します。

精密鋳造の原理は、溶融性モデル（通常はパラフィン）を使用して鋳物と同じ形状のモデルを作成し、モデルに複数の層の耐火コーティングを施し、乾燥および硬化後に一体のシェルを形成し、次にシェルを加熱して内部モデルを溶融または蒸発させて空洞を取得し、最後に溶融金属をシェルに注ぎ、冷却後に目的の鋳物を得る、と要約できます。

インベストメント鋳造はドイツ、ヨーロッパ、さらには世界中で盛んに行われています。現在では、航空機エンジン、医療用インプラント、タービンインペラ、ゴルフクラブなどが、この5,000年前から続くプロセスを使用して鋳造されています。すべての可溶合金を使用できるため、精密鋳造における設計の可能性は事実上無限です。

MKテクノロジーはトレンドに追いつき、継続的にシステムを開発し、インベストメント鋳造の開発プロセスをより迅速かつ安全にすることで、部品の品質を向上させるだけでなく、製品の故障率も低減しました。 MK テクノロジーの設備には、完全なシェルモールド製造システムとオートクレーブワックス溶解システムが含まれます。
SpaceX は、MK システムにはいくつかの利点があるため、1,000 台の 3D プリンターを置き換えるために 6 台の MK システムを購入しました。

●鋳造プロセス中の速乾性と時間節約を実現するための鍵は、主に次の 3 つのパラメータにあります。

1. 水の吸収スペクトルに一致する特定の波長の赤外線。内部に影響を与えず表面のみを加熱します。

2. 高速かつ激しく回転する気流は、最大毎秒8メートルの速度に達します。

3. 空気は非常に乾燥しており、湿度は 8% を下回ることもあります。

専用の空冷システムにより、シェルの温度が設定範囲内に保たれます。制御システムは、空気の実際の湿度、チャンバーの温度、ワックスツリーのすべての表面の温度を継続的に追跡します。これら 3 つの値を正確に調整することで、ワックスの温度が 25°C を超えず、シェルが割れず、システム全体のバランスが保たれます。いずれかのパラメータが要件を満たさない場合、システムは有効性を失います。

一般的に、伝統的な貝殻の製造には約 3 日間かかり、さらに乾燥に 1 ～ 2 日かかります。新しい技術では、このプロセスを 4 時間に短縮でき、その後すぐに脱蝋を行うことができます。シェルによっては作るのに9日ほどかかっていたものもあったが、今では11時間に短縮できる。この比較は、乾燥時間の最短さだけに焦点を当てているのではなく、より高い安全性と高い効率性の原則に基づいています。一般的に言えば、この新しい乾燥プロセスを適用することで、元の乾燥時間を 20 ～ 30 倍短縮できます。

サイクロントルネード高速乾燥機

完全なサイクロンシステムは、次の 5 つのコンポーネントから構成され、非常に小さなスペースしか必要としないコンパクトなシェル製造ワークステーションです。サイクロンは、ボタンを押すだけでわずか 4 時間で完全なシェルを製造できる初のマシンです。単品および小ロット生産に最適です。ワックスツリーの最大サイズは 500 x 500 mm で、ラピッドプロトタイピング会社やインベストメント鋳造サービス会社に特に適しています。

●スラリーバレル2個
●1台または3台（オプション）の雨式砂吊り機●リニアモーター●PLCコントローラ、コントロールパネル、ディスプレイ●高速乾燥オーブン

ブースタードライヤー

ブースターは、自己完結型の連続高速乾燥チャンバーです。インベストメント鋳造の分野では、高速乾燥オーブンを既存のプロセスに迅速に統合できます。モールドシェルの乾燥時間が大幅に短縮され、シェルの製造速度が大幅に加速されます。高速乾燥ボックスでは、モールドシェルを1つずつ乾燥させることができます。この乾燥方法は、1日以内に単一種類のセラミックモールドを迅速に生産するのに非常に適しています。

TUNNEL 速乾トンネル

高速乾燥トンネルは、バッチ生産で使用される金型シェルの連続乾燥装置です。モジュール構造は、各精密鋳造工場のさまざまなニーズに応じて柔軟に構成できます。すべてのワックスツリーは連続的に回転し、3 分ごとに 1 つの乾燥ステーション (モジュール) から次の乾燥ステーション (モジュール) に移動します。高速乾燥トンネルはさまざまなサイズで製作できます。大規模な作業場では、最大 350 kg の重量、最大サイズ 1 x 1 メートル、数量 60 の型枠を乾燥できます。

ブースターは、ワックスツリーを個別に乾燥するための垂直乾燥オーブンです。モジュール式で拡張可能なトンネルは、既存のシェル生産ラインに統合できる連続乾燥システムです。 Cyclone、Booster、Tunnel のすべてのシステムは、すでに多くの企業で使用されています。

●蒸気脱蝋釜

現代のインベストメント鋳造プロセスでは、蒸気脱蝋釜を使用してワックスパターンを迅速かつ丁寧に除去します。 178°C の高活性飽和蒸気だけが、セラミックシェルモールドの表面のワックスを完全に溶かし、シェルモールドの膨張や割れを防ぐことができます。 MK 脱蝋反応器を設計する際、最優先事項は高速かつ定期的な蒸気注入システムを確立することでした。脱蝋反応器のサイズに応じて、3 ～ 4 秒以内に 8 bar の圧力に到達できます。

ワックスは排水収集システムによって凝縮水から分離され、脱ワックス釜装置の一部である密閉収集システムに入り、金型トロリーの自動ガイド補助も提供します。システムは、エンドユーザーの国のガイドラインまたは ASME 規格に従って製造されており、TUV Rheinland の認証を受けており、4 倍の保護を備えた密閉された加圧ドアを備えています。制御プロセスは直感的でシンプルで、タッチスクリーンで操作できます。

脱蝋釜は電気加熱する必要があり、多くのエネルギーを消費するため、MK システムにはオプションでエネルギー回収システムを装備することができ、これにより電気代を約 30% 節約できます。これにより、加工プロセスがより安定するだけでなく、サイクルタイムも短縮されます。

●プラスチック真空注型<br /> ラピッドプロトタイピングは、個々のプラスチック部品を迅速に製造するための、まだ比較的新しい技術です。この方法を使用すると、大量生産された部品と同じかそれに近い機能を持つプラスチック部品をわずか数時間で得ることができます。真空鋳造はこの新しい技術の分野です。まず、マスターモールドに基づいてシリコンモールドが作られます。これは、最新のラミネート製造技術または伝統的な方法を使用して作成できます。次に、2 成分ポリウレタンを混合し、真空状態でシリコン型に注ぎます。

このプロセスでは、複雑で高価な鋼鉄製の金型を必要とせずに、50 個のプラスチックプロトタイプを製造できます。これらの部品は、従来のプロセスを使用して大量生産されたプラスチック部品と同一であるだけでなく、組み立て、外観評価、機能テストを迅速にテストすることもできます。

SpaceX は 6 台の MK システムを購入しました。なぜ 1,000 台の 3D プリンターを置き換えることができるのでしょうか?

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