10 年間で 60,000 個以上の部品を 3D プリントした後、Wuxi Falcon の 3D プリント部品は「空に到達」しました。

出典：無錫日報

2023年4月2日16時48分、天龍2号ロケットはわが国の酒泉衛星発射センターで初飛行を行い、「愛の宇宙科学」衛星を所定の軌道に送り込み、打ち上げミッションは完全に成功しました。

Antarctic Bear は、わが国で初の商業宇宙飛行を成功させたこの液体燃料ロケットの主要コンポーネントの一部が、Wuxi Falcontech の 3D 印刷技術によって「印刷」されたことを知りました。

ファルコンテックは、最先端の科学技術分野で大胆かつ果敢な姿勢で、10年間の蓄積を経て、中国で最も包括的な金属3Dプリント材料のデータベースを蓄積してきました。特に航空宇宙分野では、優れた3Dプリント技術により、ファルコンテックは主要国の航空宇宙エンジン、衛星、宇宙ステーションなどの主要機器の部品100種以上を開発・製造することに成功し、中国の航空宇宙機器製造に強力な技術サポートを提供しています。

10 年間で 60,000 個以上の部品を 3D プリントしました<br /> 無錫ハイテクゾーンの紅山街にあるファルコンテック 3D プリント工場に入ると、静かに稼働している大型レーザープリンターが目に入ります。24 時間生産の自動化された工場では、定期的な検査を行うのに 2 ～ 3 人の従業員しか必要ありません。

「3Dプリントは製造業における代表的な破壊的技術であり、将来性が広い産業です」とファルコンテックのマーケティングディレクター、ゾウ・ユーホン氏は述べた。金属3Dプリントは、金属粉末をレーザー焼結し、層ごとに積み重ねる先進的な製造プロセスであり、鍛造、鋳造、溶接などの従来の製造プロセスと比較して、パーソナライズされた設計と複雑な構造の製造が可能で、効率的で高速であり、全体的な消費量が少ないという利点があります。同社は、先端技術の将来を見据えた配置を目指し、早くも2012年に海外の先進技術チームを導入し、無錫に3Dプリント拠点を設立しました。中国でこの新興産業に最初に参入したハイテク企業の一つと言えます。

10年間の蓄積を経て、FalconTechは中国における金属3Dプリントソリューションの大手プロバイダーの1つとなり、設計、原材料生産、3Dプリント部品製造、後処理、機械加工、性能試験、技術コンサルティング、サービスなど、産業チェーン全体をカバーしています。さらに注目すべきは、チタン合金、アルミニウム合金、耐熱合金、ステンレス鋼など6つの主要な材料システムと40以上の材料を統合した金属3Dプリントデータベースを確立し、原材料の組成、レーザーパラメータ開発、熱処理プロセスシステム、材料の冶金特性など、複数のカテゴリのデータをカバーしていることです。過去 10 年間にわたり、FalconTech は航空宇宙、医療機器、自動車、電子機器など幅広い分野にわたって 60,000 個を超える部品の印刷と製造に成功してきました。

航空機、ロケット、衛星を空へ飛ばす

航空宇宙は、人々の印象では間違いなく「ハイテク」分野です。FalconTech がこれほど「有能」である理由は何でしょうか?

「空にあるものは『金の塊』と呼ばれています。航空宇宙機にとって、軽量化は不変のテーマであり、3Dプリント技術を応用することで『スリム』にすることができます。」ゾウ・ユーホン氏は、統合型3Dプリント技術のトポロジー、ラティス、キャビティなどの設計技術により、航空機、ロケット、衛星部品の軽量化を実現できると述べた。 FalconTechはCOMACのサプライヤーとして、国産大型航空機C919の一部部品の開発に参加し、C919のドア構造部品の構造トポロジー最適化設計を実施しました。3Dプリント後、重量は30％以上削減されましたが、性能はまったく低下しませんでした。ファルコンテックは先進的な3Dプリント技術を駆使し、COMACと協力して3Dプリントベースの部品設計許容値マニュアルを完成させ、同国の重機が青空に飛び立つよう支援した。

実際、航空宇宙機の部品を 3D プリントすることは、FalconTech の専門分野です。今回、ファルコンテックは、天龍2号ロケットのTH11密閉再生サイクルエンジンのいくつかの主要コンポーネントの3Dプリント作業を引き受けました。ゾウ・ユーホンさんは3Dプリントされた展示品を取り出した。外見は普通に見えたが、実は内部は「謎に満ちていた」。これは、高温合金材料で3Dプリントされたロケットエンジンの推力室です。部品の内部には流路が密集しており、各流路の断面の幅はわずか2〜5 mmです。「この特殊な形状の流路構造は、従来のプロセスで製造するのは非常に困難ですが、3Dプリントでは1つに統合できるため、複雑な形状で優れた性能を持つ部品を簡単に製造できます。」

技術的な困難を克服するために努力を惜しまない

金属3Dプリント技術は、非常に微細な金属粉末を焼結して積み重ねる技術だと人々は考えています。では、粉末から焼結した部品の性能は保証できるのでしょうか？ 3D プリントされた部品を宇宙に送ることはできますか? FalconTech の答え: はい、「できるだけでなく、うまく実行できます。」

ご存知のとおり、宇宙に打ち上げられる航空宇宙部品の作業条件は過酷です。たとえば、最高 1000°C の高温と -200°C の低温、そして打ち上げプロセス中の激しい振動に耐える必要があります。これらすべてが、部品の精度と冶金品質にさらに厳しい要件を課します。 FalconTech が Tianlong-2 に提供する部品は、たった 1 回の熱処理プロセスで何百ものテストを受けています。繰り返し検証することによってのみ、安定した信頼性の高い材料性能データが得られ、部品が過酷な動作条件に耐えられることが保証されます。最終的に、納品された製品は宇宙での複雑かつ厳しいテストに耐えました。

科学技術で「インテリジェント製造」を強化し、技術的問題に取り組むための絶え間ない努力を続けることが、FalconTech が「成功する」能力の基盤です。 3D プリントは、点から線、面、そして最後にボディへと成形するプロセスです。刺繍のように、少しずつ「刺繍」していきます。印刷された製品は、部品全体のすべての部分の組織特性が一貫していることを保証する必要があります。変形やひび割れを制御することが大きな課題です。 C919プロジェクトの開発中、変形や亀裂の問題で長い間開発できなかった部品がありました。FalconTechは大型機の初飛行の4か月前にその任務を任されました。技術チームは困難を克服するために夜通し作業しました。印刷された部品は昼夜を問わず回覧され、ついに初飛行の3日前に無事に納品されました。「部品が印刷された瞬間、観客全員が拍手と歓声を上げました。」

10 年間で 60,000 個以上の部品を 3D プリントした後、Wuxi Falcon の 3D プリント部品は「空に到達」しました。

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