米海軍、修理時間を短縮するため軍艦にメルティオハイブリッド金属3Dプリンターを設置

2022年、USSエセックスは、非常に必要とされるツールや部品の船上メンテナンス機能を確保するために、金属3Dプリンターを設置した最初の米海軍艦艇となりました。現在、USSバターンも金属3Dプリント技術を導入し始めている。この海軍の強襲揚陸艦は2022年11月3日に金属3Dプリンターを導入したと発表した。この機械はMeltio社とHaas Automation社が共同で製造したもので、Haas社はPhillips Additive Hybrid製造システムを提供したと伝えられている。

船上での鉄鋼部品の修理と製造のために導入された、米海軍艦艇への初のフィリップス・アディティブ・ハイブリッド金属 3D プリントソリューションの設置は、艦隊の他の空母にも拡大できる実験です。実際、スペインに拠点を置く多国籍製造企業メルティオは、米国の代理店フィリップスがさらに歴史的な契約を締結し、海軍の他の艦船に部品や修理ツールを製造するための3Dプリンターを設置する機会を提供することを期待している。
△ケニアのレイサム社がUSSバターンに設置した3Dプリンターはイーストコースト社がメンテナンスしている。画像提供：ダレン・ニューウェルフルサービスの船舶修理および製造請負業者である EastCoast Repair は、2022 年 10 月にワスプ級強襲揚陸艦への 3D プリンターの設置を調整しました。海軍海洋システム司令部 (NAVSEA) 技術オフィスと海軍水上部隊司令官 (COMNAVSURFLANT) の共同の取り組みにより、フィリップスハイブリッドアディティブシステムは、米国海軍艦艇初のハイブリッドシステムとなりました。
Meltio は、複数の航空母艦の浮遊環境で確実に動作することが実証されている Haas TM-1 CNC ミルに Meltio ラインレーザー金属堆積ヘッドを統合することで、同じシステムで積層製造機能と切削製造機能の両方を実現できると主張しています。これにより、通常の加工パターンと比較して効率が向上し、無駄が削減されます。
Phillips Additive Hybrid の最大のセールスポイントの 1 つは、直接エネルギー堆積技術を使用して従来の機械加工と積層造形プロセスを組み合わせることができることです。その結果、フィリップスは減算プロセスと加算プロセスの力をうまく統合し、部品の製造と修理に成功しました。
△フィリップスハイブリッド添加剤システム。画像提供：フィリップスコーポレーションメルティオの CEO であるアンヘル・リャベロ・ロペス・デ・ビジャルタ氏は、この技術は、必要に応じてオンデマンドで生産する必要がある海軍や海洋の分野、さらには防衛分野全般に大きな可能性を秘めていると考えています。
他の軍隊と同様に、米海軍は、配備された艦船とその乗組員の自給率を高め、サプライチェーンのターンアラウンド時間を短縮するために、高度な製造技術を活用することを決意しています。前述のエセックスは、ゼロックス社から巨大な液体金属 3D プリンター「ElemX」を受け取りました。このプリンターの重量は 4,630 ポンドで、アルミニウムを 815°C (1,500°F) まで加熱することができます。さらに、2022 年には、SPEE3D の WarpSPEE3D コールドスプレー技術を使用して、さまざまな海上条件下でオンデマンドで海洋軍事部品を印刷しました。
米海軍以外にも、海運業界全体では、3Dプリント技術で進歩を遂げている企業の例がある。例えば、ノルウェーの多国籍企業ウィルヘルムセンは、2017年に積層造形企業イヴァルディと提携し、数時間でスペアパーツを3Dプリントして配送するマイクロファクトリーを創設した。もう 1 つの例は、デンマークが資金提供している Future Green Ships Alliance です。この組織は、船上での印刷、大規模な 3D 印刷、4D 印刷、または 3D 印刷による修理と復元を研究しています。
△アメリカ海軍のUSSバターン。画像提供：米国海軍 USS バターンに 3D プリンターが設置されたことで、NAVSEA の主任技師兼上級士官であるジェイソン・ロイド氏は、海軍が数十年にわたる耐用年数を持つ船舶やシステムの陳腐化問題に対処し、システムや船舶の運用上の可用性の向上に直接貢献することを期待しています。
メルティオ氏は、海洋グレードのステンレス鋼とも呼ばれる316Lグレードのステンレス鋼を印刷できるフィリップス・アディティブ・ハイブリッド・システムは、船員に、システム全体を高額な費用で調達することなく、これまで容易に入手できなかったシステムの個々のコンポーネントを印刷する産業グレードの製造能力を提供すると述べた。
米海兵隊の技術者らは、USSバターンに搭載された金属3Dプリンターに加え、ポリマー部品を製造するための2台目の3Dプリンターも設置した。このプリンターにより、船員は NAVSEA が開発した 300 を超える付加製造技術データパッケージのいずれかを印刷できます。これらのデータパッケージには、部品の製造に必要な設計構成と手順が定義されており、部品が適切に機能することを保証できます。
バターンにとってのこの最新のマイルストーンは、海洋分野におけるハイブリッド添加剤技術の産業応用価値の多大なる証拠です。考慮すべきもう 1 つの側面は、米国国防総省 (DoD) が財政状況を改善して運用コストを削減することに熱心であり、付加製造は部品をより速く、より優れた性能で製造しながらプログラムコストを削減できる可能性のある 1 つの方法であるということです。
海外の海洋船舶や軍事基地に搭載された 3D プリンターは、海上での摩耗の問題に対する理想的な解決策を提供します。この分野では、船舶は数十年の使用に耐えるように設計されており、ハイブリッド添加剤技術の登場により、船舶の寿命が少なくとも 10 年延びる可能性があります。 3D プリントのオンデマンド製造機能により、将来的には海洋産業に大きな影響を与え、可能性を広げ、時間とコストを節約できる可能性があります。

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