米陸軍 AMNOW プログラム – デジタル積層製造サプライチェーンの実証

はじめに: 米陸軍の AMNOW プログラムは 2022 年末までに目標を達成しました。航空ミサイル司令部が開始し、国立防衛製造機械加工センター (NCDMM) が主導するこの 3 年間のプログラムの目標は、部隊即応性をサポートする堅牢で高性能なデジタル AM サプライチェーンを実証することです。

△AMNOW プログラムに基づき、米国ケンタッキー州フォートキャンベルの運用中のヘリコプター 2 機に、積層造形で製造された貨物リンク 2 つが搭載されました。伝えられるところによると、この貨物リンクは、米陸軍が軍用機で使用するために開発した、金属積層造形による初の航空機部品だという。

このプランには以下が必要です:
●安全なプラットフォームを使用してエンジニアリング（技術データパッケージ（TDP）、仕様など）を作成し、部品メーカーに転送します。

●部品や認証成果物だけでなく、関連するすべての原材料、製造、検査データも取得し、原材料、加工、検査、テストデータも安全に転送します。

●複数の陸軍司令部から提供された実際の使用事例を製造およびテストし、要件の関連性を確認して、積層造形に使用されるハードウェアとデータの開発を進めます。

● 陸軍向けの潜在的なサプライヤーを開拓し、陸軍が生産と維持に活用できる国防総省支援の AM サプライチェーンの存在を実証します。

AMNOW チームは誰で構成されていますか?
NCDMM は、ゼネコンとして活動し、すべての事項を調整するチームを編成しました。さらに、OEMのようなエンジニアリングおよび構成管理システムを確立する必要があります。チームメンバーとその役割は次のとおりです。
●AvMC – 国防総省の顧客 ●NCDMM – プログラム管理、プログラム要件および統合 ●The Barnes Global Advisors (TBGA) – 設計/構築/テスト計画、エンジニアリングおよび要件 ●Advanced Engineering Solutions – エンジニアリングおよび要件分析 ●LECS Energy – マシンデータ統合 ●Quotient – 情報技術およびデータ管理 ●Catalyst Connection および Youngstown Business Incubator – サプライヤー開発 ●GCA-Coach – サプライヤー管理および契約 ●McGregor and Associates – 陸軍ユースケース連絡係

これらのチームメンバーは、AMNOW プログラムの開始前にはほとんど一緒に働いたことがありませんでした。これは、AvMC、NCDMM、およびチームの他のメンバーがゼロからビジネスを構築し、わずか 2 年余りでソリューションを提供できる能力の証です。このチーム (サプライヤーを含む) が達成した結果は、期待をはるかに上回るものでした。次の表は、7 つの異なる材料とプロセスの組み合わせを使用したハードウェアテストと出力インジケーターを示しています。使用例の大部分は金属です。

このプログラムの主な目標は、陸軍システム内でハードウェアのインストールとテストを必要としない堅牢なサプライチェーンを実証することです。この部品の品質とデータは、高強度アルミニウム製の UH-60 燃料エルボを陸軍が飛行させるのに十分なものでした。チームは、当時運用されていた飛行隊の MH-47G で使用するための最初の部品バッチ 7A77 を開発し、陸軍が開発した最初の飛行に不可欠な部品である UH-60 燃料エルボの試験飛行を行いました。

△L-PBFを使用した7A77リンク

△L-PBF製316L燃料エルボ

チームはどのような課題に直面しましたか?
最初の課題はタイミングでした。チームは RAPID 2022 までほとんどのサプライヤーと会うことはありませんでしたが、それでもチームはエンジニアリングおよび調達システムを構築し、最初の仕様と TDP を発行し、サプライヤーを評価し、施設を訪問することなくプロジェクトの 3 分の 1 を開始しました。

2 番目の課題は、米国における付加製造産業の成長です。ハードウェアの設計と印刷の2年間で、少なくとも3つの印刷工場が移転し、そのほとんどでプリンターの数が20％から500％増加し、すべての工場で人員変更がありました。

△ L-PBFを使用したナイロンクルー冷却ベストマニホールド

プロジェクト全体を通して最も印象に残ったことは何ですか?

●サプライヤーは、航空宇宙/防衛の要件を満たすハードウェアを一貫して印刷できます。ポリマー、316L、17-4PH、Al10SiMg システムの場合、使用された粉末、機械構成、印刷パラメータは、印刷会社がすでに開発していたものでした。チームは、航空宇宙の要件に従ってすべての金属部品と試験片に対して放射線検査を実施し、すべての機械加工部品の表面に対して浸透探傷検査を実施し、合格率は 99% を超えました。さらに、チームは200回以上の疲労テストを実施しました。

●プロトタイプのデジタルプラットフォームは、エンジニアリングとサプライヤーからのデータ受信機能を提供します。データをすばやく検索して表示できるだけでなく、ラボからのテストデータが自動的にデータベースに読み込まれます。 TBGA の担当者は、非常に短時間でテストデータを確認し、分析することができました。

△BJAM製4130爪使用

△L-PBF製Al10SiMgサーモスタットハウジング

驚いたことや学んだ教訓は何でしたか?

一番驚いたのは、プロセスデータをプリンターから取り出すのが難しかったことです。各プリンターメーカーが収集するデータが異なるだけでなく、そのデータを取得してマッピングする方法も異なり、これはソフトウェアのアップグレードによって変わる可能性があります。業界では、印刷データだけでなく熱処理データなども取得するための標準モデルが必要です。

△L-PBFを使用したAl10SiMg導波路

米国陸軍、米国国防総省、そして米国の積層造形業界全体にとっての長期的なメリットは何でしょうか?
長期的なメリットの 1 つは、陸軍とサプライチェーンの間に相互信頼をもたらすことです。 AMS 仕様が公開されると、複数の AM 材料とプロセスの組み合わせを使用するユーザーとサプライヤーにベンチマークが提供されます。チームは陸軍および NCDMM と協力し、防衛産業基盤に広範な原料、処理、材料特性データを提供し続けます。

米陸軍 AMNOW プログラム – デジタル積層製造サプライチェーンの実証

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