BigRep 3D プリント技術と炭素繊維強化材料が海軍ヘリコプターの主要部品に新たなソリューションを提供

この投稿は Bingdunxiong によって 2023-3-23 08:31 に最後に編集されました

2023年3月23日、アンタークティック・ベアは、イタリアの防衛関連企業レオナルドが英国のエンジニアリング企業SFMテクノロジーおよび大型3Dプリンターメーカーのビッグレップと協力し、3Dプリント技術を使用して英国海軍のオーガスタウェストランドAW101ヘリコプターの主要部品を製造していることを知りました。

△ アグスタウェストランド AW101用3Dプリントメインローターブレード拘束ブラケットこのコラボレーションでは、BigRepの大型3Dプリンターを使用して、炭素繊維強化Hi-Temp CF材料を使用した主要コンポーネントを印刷し、生産効率を向上させ、コストを削減します。このプロジェクトの成功により、イタリアの防衛関連請負業者はより迅速で経済的な製造ソリューションを利用できるようになるとともに、航空宇宙分野における 3D 印刷技術の応用可能性が実証されることになります。

3Dプリントされたヘリコプターのメインローターブレード拘束ブラケット

ヘリコプターは輸送、観光、法執行、軍事など多くの分野で広く使用されており、その部品の製造には3Dプリント技術が長年使用されてきました。通常、ヘリコプターは船上に保管および輸送される際に、ブレードを折りたたんでコンパクトにする必要があります。メインローターを安定させ、風によるバタつきを防止するために、メインローターブレード拘束ブラケットが必要です。しかし、イタリアの防衛関連企業レオナルド社は、既存の拘束ブラケットがもはや必要な基準を満たしていないことに気づき、英国のエンジニアリング企業 SFM テクノロジー社の航空宇宙部品 3D プリント部門である AeroAdditive に解決策を求めました。

SFM テクノロジーの AeroAdditive セールスディレクター、ゲイリーウィルソン氏は次のように説明しています。「ヘリコプターを船に駐機させる場合、スペースを節約するためにブレードを折り畳む必要があります。しかし、海上では、ブレードを折り畳んでいても風でバタバタするため、バタバタしないようにブレードの動きを制限するブレード拘束ブラケットが必要です。」

△アグスタウェストランドAW101レオナルドヘリコプターは、広範囲にわたるストレステストを受けました。SFMテクノロジーは、3Dプリント技術で作られた部品は、従来の製造方法よりも性能が優れており、軽量で丈夫な製品を提供することを発見しました。同社は3Dプリント技術を使用して、900 x 230 x 160 mmの大きさの新しいメインローターブレード拘束ブラケットを作成した。これは、積層造形技術を使用して作られた初めての製品と言われている。

△アグスタウェストランド AW101 メインローターブレード拘束ブラケット
BigRep ProプリンターとHi-Temp CF材料の使用

このプロジェクトに必要な生産規模を考慮して、SFM Technology は BigRep Pro 3D プリンターの使用を選択しました。この産業グレードの 3D プリンターは 1 立方メートルの造形容積を備えており、大規模な部品製造に使用でき、SFM の最終用途部品の要件に最適です。ゲイリー・ウィルソン氏はさらにこう説明しています。「私たちがBigRep Proを選んだのは、大規模な生産のためにプロ仕様の3Dプリンターが必要だったからです。そして、BigRep Proがその課題に十分対応できると確信しました。」

BigRep Pro は、プリントベッドと押し出し機の自動調整機能を提供し、SFM Technology の生産速度と効率を大幅に向上させます。例えば、1月以降、この機械を使用して30個の拘束ブラケットが印刷されました。上部と下部合わせて60個の構造部品から構成されており、従来の工法では全体の4分の1程度しか完成できません。ゲイリー・ウィルソン氏は次のように語った。「3Dプリント技術を使用すると、調整をそれほど行う必要がなくなり、必要になったとしても非常に小さな問題ですぐに解決できるため、生産がはるかに速くなります。」

△BigRep PRO 3Dプリンター BigRep Proプリンターを最大限に活用するために、SFMテクノロジーはBigRepのHi-Temp CFカーボンファイバー強化材料を使用しています。この材料は、耐熱変形温度が115℃、引張強度が65MPaの高強度エンジニアリンググレードの連続繊維材料です。非常に硬く耐久性のある素材を使用しているため、拘束ブラケットは外圧や摩耗に対する耐性が優れていると考えられています。ゲイリー・ウィルソン氏は、SFMテクノロジー社が予算に最も適した素材を決定するために複数のテストを実施し、Hi-Temp素材が「他のBigRep素材よりも優れている」ことを発見したと述べた。

印刷プロセスが完了したら、サポート材を除去して表面を滑らかにする必要があります。次に、ブッシングをヒンジに挿入し、らせんコイルインサートを追加する必要があります。顧客の仕様に合わせて塗装した後、残りの金属部品が追加され、ブラケットの内側にフォームインサートが挿入され、拘束ブラケットを取り付けたときにローターブレードが損傷しないように保護されます。

SFM テクノロジー社は、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をすでに使用しており、現在は BigRep Pro を大量生産に使用することを検討しています。ゲイリー・ウィルソン氏は、「3D プリント技術が航空宇宙産業の標準となるのは時間の問題です。最近のニュースから判断すると、3D プリント技術は軍事分野で広く使用される可能性があります。」と述べました。

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