ヘキサゴンとレイセオンが金属3Dプリントの欠陥を予測する新しいソフトウェアツールを開発

2022年11月4日、アンタークティックベアは、スウェーデンのソフトウェア開発会社ヘキサゴンと航空宇宙企業レイセオンテクノロジーズが、金属3Dプリンターのユーザーが部品の欠陥を発生前に予測して防止できる検出プログラムを共同で開発したことを知りました。
両社のソフトウェアの専門知識を組み合わせて開発されたこのプログラムにより、デザイナーは骨の折れる試行錯誤を経ることなく、今後の印刷の結果を評価できるようになるという。このソフトウェアツールは、Hexagon の Simufact Additive プラットフォームを補完するように設計されており、同様のユーザーインターフェイスを備えてリリースされる予定であるため、ユーザーはインターフェイスを再度学習することなく、より多くの機能にアクセスできます。
「当社はレイセオンテクノロジーズと協力し、エンジニアがリスクを迅速に予測して軽減するのに役立つ直感的で使いやすいツールを提供しています」と、ヘキサゴンのグローバルビジネス開発ディレクターのジェフロバートソン氏は述べています。「レーザーパウダーベッドフュージョン (LPBF) 部品全体をメソスケールで評価する機能により、部品認証の取得にかかる労力が軽減され、産業化が促進されます。」
△HexagonのSimufact Additiveプラットフォームを使用して部品を解析します。画像提供：Hexagon。
レイセオンの 3D プリントの旅<br /> バージニア州に本社を置くレイセオンは、多国籍の航空宇宙および防衛企業です。そのため、同社の研究開発業務はさまざまな業界や技術にまたがっていますが、特に航空宇宙事業の分野において、3D プリンティングに長年関心を寄せてきました。 2020年7月、Made in Americaはプロジェクト募集の優勝者の1社としてレイセオンを選出し、841,000ドルの資金を授与しました。
同社の提案書には、情報・宇宙、ミサイル・防衛、研究センター部門からの意見も含まれており、改訂された LPBF ソフトウェアワークフローの開発が提案されている。レイセオン社によれば、このソフトウェアを使用することで、採用者は従来の積層造形法を使用して、米国空軍向けに最適化された3Dプリント光学ブラケットなど、トポロジーが最適化された「特別な設計」を作成できるようになるという。
エンジンメーカーでありレイセオンの子会社であるプラット・アンド・ホイットニーも、この技術を長年採用している。 2019年のパリ国際航空ショーで、GKNエアロスペースは同社との提携を拡大し、マーシャルファンケース取り付けリングやファンスペーサーなどのGTFエンジン部品を3Dプリントすることを明らかにした。

Simufact Additive の補完<br /> Hexagon の既存の Simufact Additive イニシアチブは、金属 3D プリンターのユーザーが印刷前にビルドをシミュレートすることでテストに費やす時間を短縮できるように設計されています。このプラットフォームは、LPBF、直接エネルギー堆積 (DED)、バインダージェッティング技術と互換性があり、機械検査から包括的な熱機械過渡解析に至るまで、問題解決にマルチスケールアプローチを採用しています。
Simufact Additive プラットフォーム自体は、数値シミュレーションのスペシャリストである MSC Software の MARC ソルバーをベースとしており、3D プリント向けに適応された幅広い物理的効果をカバーするテクノロジーです。 Simufact Additive のソフトウェアツールを使用すると、残留応力を最小限に抑え、変形を補正し、潜在的な部品の故障を特定し、後処理の影響を評価し、ビルドプレートのネスティングを最適化することなどが可能になります。
基本的に、このプログラムは、採用者が印刷をシミュレートしてからその結果を構築済みのターゲットジオメトリと比較できるようにすることで欠陥を明らかにし、分析を通じて修正点を強調表示します。 Hexagon によれば、Simufact Additive は最終的に製造業者の学習曲線を短縮し、従業員の生産性を最適化し、製品の市場投入までの時間を最小限に抑えることを保証します。
最新のソフトウェア革新では、Hexagon の製造インテリジェンス部門が Raytheon Technologies の Pratt & Whitney 事業部と連携して、まったく新しいシミュレーションツールを開発しました。 Simufact Additive を補完することに加えて、このテクノロジーにより、設計者は材料、形状、印刷プロセスの組み合わせに基づいて印刷結果を評価できるようになることが明らかになりました。
また、ソフトウェアのユーザーインターフェースの類似性により、広範囲なトレーニングを必要とせずに既存の製造プロセスに簡単に統合できるとも述べており、プラット・アンド・ホイットニーの材料およびプロセス担当シニアフェローであるデビッド・ファーラー氏は、「あらゆる経験レベルの製造業者が、より効率的に、より良い製品を製造できるようになる」と付け加えている。
△ ANSYS ソフトウェアを使用して評価したタービンブレード。画像提供：ANSYS
今日の Simufact Additive プラットフォームは、Audi、Mercedes-Benz、Jaguar などの顧客ベースで人気を博していますが、この分野で唯一のソフトウェアというわけではありません。たとえば、ANSYS Additive Print を使用すると、ユーザーは、構築プロセス中に材料にどのような応力がかかったり変形したりするかを評価し、修正措置を講じて最初から部品を正しく作成することができます。
同様に、Riven の WarpAdapted Model ソフトウェアを使用すると、ユーザーは初期設計から完全な部品の 3D データを取得して使用し、数分でエラーを特定して修正できます。 Authentise AMES と連携するように設計されたこのソフトウェアは、FFF、SLA、MJF、バインダージェッティングテクノロジーと互換性があり、部品モデルから欠陥を抽出できる完全なコンテキストデータキャプチャを実現します。

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