英国、日本、イタリアがステルス戦闘機を実現するために積層造形法を利用する共同戦闘機開発計画に署名

2023年12月15日、アンタークティックベアは、英国が日本、イタリアと新型ステルス戦闘機を共同開発する国際条約に署名し、グローバルファイタープログラム（GCAP）の重要な一歩を踏み出したことを知りました。英国は同プロジェクトの政府本部となります。
2022年12月に初めて立ち上げられたGCAPは、日本のFXプログラムと英国とイタリアのチームテンペストプロジェクトを統合し、2035年までに第6世代のテンペスト超音速ジェット機を発売することを目指しています。これは、ユーロファイター・タイフーンなどの前世代の戦闘機の開発期間のおよそ半分であり、その過程で大幅なコスト削減が期待されます。
このプログラムの主な産業パートナーは、英国の航空宇宙企業BAEシステムズ、イタリアの防衛関連企業レオナルド、日本のメーカー三菱重工業である。報道によると、両社はプロジェクトの厳しい期限に間に合わせるため、デジタル設計、斬新なエンジニアリング、プロトタイピング手法に多額の投資を行っているという。
これらの主要な協力者は、生産プロセスで 3D プリント技術を積極的に活用しており、付加製造が戦闘機の生産に大きな役割を果たすことを示しています。実際、BAE は以前、テンペストの部品の 30% を 3D プリントする意向を表明していました。
グラント・シャップス英国国防相は次のようにコメントした。「我が国の世界トップクラスの戦闘機プログラムは、世界の安全保障に極めて重要な役割を果たすよう設計されており、2035年までに両国の空軍に新型戦闘機を納入するべく、引き続き大きな前進を遂げています。英国本部では、イタリアと日本の緊密なパートナーや我が国の優れた防衛産業と連携し、優れた航空機を納入するための重要な決定を迅速に下す予定です。」
△ GCAP戦闘機の芸術的印象。画像提供：BAE Systems
GCAP は大きな前進を遂げました<br /> 東京で行われた三者会合で署名されたこの条約は、この取り組みの指導体制を確認した。 GCAPの政府本部は英国がホストするが、当初は日本がプロジェクトを主導することになる。 CEOの役割は3つのパートナー国間で交代で行われ、主な産業パートナー間の役割分担は来年決定される予定である。
さらに、BAEは2017年に早くも、タイフーン戦闘機の高度製造プログラムを拡大するために、ベルギーの精密エンジニアリング会社であるAsco Industriesとの提携を発表しました。この提携により、両社は積層造形法、複合材料加工、およびタイフーン戦闘機の製造に関連するその他の技術の進歩に協力することになる。
日本の防衛省は2024～25年度にこのプログラムに726億円（5億1300万ドル）を投入する予定。この投資は、2025年まで続くプロジェクトの「構想と評価段階」に充てられる。この後、プロジェクトの開発フェーズが始まります。
英国国防省のプレスリリースによれば、このプロジェクトはデジタル設計と「先進的な製造プロセス」の研究開発への追加投資を引き付けることになるという。
△ストーム戦闘機の概念図。画像提供：BAE Systems
GCAP は積層造形をどのように活用するのでしょうか?
GCAP は、Tempest の開発サイクルが非常に短くなることを約束しています。完成した戦闘機は、三国間協定の調印からわずか12年後の2035年までに納入される予定だ。比較すると、ロッキード・マーティン F-22 ラプターの開発と生産には 26 年かかり、ユーロファイタータイフーンは就役するまでに開発に 20 年かかりました。
付加製造によってリードタイムを大幅に短縮できることを考えると、3D プリンティングは GCAP 2035 の期限を満たす上で重要な役割を果たすと考えられます。実際、BAEは2020年に、テンペストの部品の30%を3Dプリントする計画を発表した。
フィナンシャル・タイムズによると、BAEは現在、テンペストのカーボンファイバー部品の製造に使用する金型を3Dプリントしている。これらの「金型」は伝統的に鋼鉄で作られており、伝統的な方法で製造するには 26 週間かかります。 BAE は積層造形法を利用することで、わずか 3 週間で完全なツールを製造できると報告されています。
BAE が付加製造技術を利用したのは今回が初めてではない。同社は2020年初頭、英国の金属3Dプリンターメーカー、レニショーと戦闘機の製造工程システムの改善に向けた覚書（MoU）を締結した。両社はこの協力を通じて、戦闘機の性能向上、コスト削減、生産スピードの向上を期待している。
2020年後半、BAEは同社として4台目のStratasys F900 3Dプリンターの導入を発表しました。新しい Stratasys 3D プリンターにより、コストの大幅な削減と納期の短縮が期待されます。この3DプリンターはBAEのサムルズベリー製造拠点に設置されており、戦闘機の試作品、工具、最終使用部品の製造に使用されている。
さらに、2017年には、BAEがタイフーン戦闘機の高度製造プログラムを拡大するために、ベルギーの精密エンジニアリング会社であるアスコ・インダストリーズと提携を結んだことが発表されました。この提携により、両社はタイフーン戦闘機の製造に使用する付加製造、複合材加工、その他の関連技術の進歩に協力することになる。
△ BAE Systemsの4台目のStratasys F900 3Dプリンターは、同社の将来の工場計画の一部です。写真提供：BAE Systems。
レオナルドと三菱重工業の積層造形の歴史<br /> 今年初め、レオナルド社が英国のエンジニアリング会社SFMテクノロジー社および大型3Dプリンターメーカーのビッグレップ社と提携し、英国海軍のオーガスタウェストランドAW101ヘリコプターの部品を3Dプリントすると発表された。
3Dプリントされたメインローターブレード拘束ブラケットは、積層造形技術を使用して製造される初の製品と言われています。これらの最終使用部品は、BigRep Pro 3D プリンターを使用して 3D プリントされ、寸法は 900 x 230 x 160 mm です。 SFM は、徹底的なストレステストを行った結果、3D プリントされた部品は従来の方法で製造された部品よりも軽量かつ強度に優れ、性能が優れていることを発見しました。
レオナルドはこれまでも、イタリアのメーカー ROBOZE の FFF 3D 印刷技術を使用して、重要な航空宇宙部品を 3D 印刷していました。 Leonardo は、ROBOZE の ARGO シリーズの 3D プリンターを使用して、一連の炭素繊維充填ナイロン 6 および PEEK 部品を製造しました。同社は従来の方法から付加製造方法に切り替えることで、時間とコストを大幅に節約できたと伝えられている。
一方、三菱重工業は2019年にLAMDA指向性エネルギー堆積（DED）3Dプリンターの商品化を発表した。最初の LAMDA 3D システムである LAMDA 200 は、200 x 200 x 200 mm という比較的小さな造形体積を持つ「エントリーレベル」の 3D プリンターとして宣伝されています。
同社の後継 LAMDA 製品である LAMDA 500 と LAMDA 2000 の造形体積は、それぞれ 500 x 500 x 500 mm と 2500 x 1400 x 1500 mm です。同社は当時、「金属3Dプリンターを製造業に広く普及させ、ユーザー視点で新たな用途を開発し、レーザー加工システムを新規事業の中核に据える」と決意を述べていた。
△ AgustaWestland AW101 用の 3D プリントされたメインローターブレード拘束ブラケット。写真提供：BigRep GmbH。

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