3D プリントの防衛および軍事応用事例 15 件

南極のクマの紹介: 3D プリント技術が、海洋、航空宇宙、陸軍の装備を含む防衛および軍事分野で広く使用されていることは間違いありません。この技術が発展するにつれ、防衛分野での評価が高まっています。実際、軍事用 3D プリント業界は 2027 年までに 17 億ドルの価値に達すると予想されています。世界の軍事装備の研究開発の中心方向は軽量化、生産速度の高速化、コストの削減であることを考慮すると、 Antarctic Bear は、海外での既存の申請と事前調査プロジェクトの在庫を確認します。以下は順不同の詳細な紹介です。
△米国で現在研究段階にある最大の3Dプリンタープロジェクト
最大の金属 3D プリンター 米軍は3Dプリント技術の利点を非常に確信しており、昨年は世界最大の金属3Dプリンターを製造すると発表しました。米国陸軍地上車両システムセンター (DEVCOM) は、ASTRO、Ingersoll Machine Tools、Siemens、Rock Island Arsenal、MELD の協力を得てプリンターを構築しました。
ちょうど2022年7月29日、アンタークティック・ベアは、インガソル・ランド社が新工場の除幕式で、米陸軍向けに製造した2台の積層造形機のうち1台を実演したことを知りました。大きい方のマシンはMasterPrint Metalと呼ばれています。 Meld Manufacturing 社が開発した摩擦撹拌接合金属堆積システムを採用しています。

完成したプリンターはジョイントレスボディプロジェクトの一部として使用され、その最終的な使命は戦闘車両の一体型ボディを印刷することです。このプロジェクトには14か月かかると予想されており、最終的にはプリンターは最大30 x 20 x 12フィート（約9X6X3.6メートル）の金属部品をオンデマンドで印刷できるようになります。これについては最新の詳細はありませんが、Antarctic Bear は引き続きこのプロジェクトの進展を追跡していきます。

△ 3Dプリント滑走路計画
3D プリントされた滑走路 軍事および防衛分野におけるもう 1 つのアプリケーションは、ITAMCO (インディアナテクノロジーアンドマニュファクチャリングカンパニー) によるもので、同社は付加製造技術を使用して軍事遠征飛行場の滑走路を開発しました。これらの滑走路パッドは、遠征飛行場 (EAF) の必須構成要素です。その機能は、弱い地盤に設置して軍用機の離着陸を可能にすることです。これまでは、アルミ板で作られた移動式滑走路が使用されていましたが、時代遅れだったため、軍は革新的な解決策を見つける必要がありました。ドイツ企業EOSのM290 3Dプリンターは、米空軍の軍事装備用の、より軽量で耐久性の高い滑走路を作成するために使用されました。

△軍用ポッド
ExOne とその軍事ポッド 目標は、頑丈で耐久性のある 3D プリント工場用ポッドの開発を加速することです。具体的には、国防兵站局（DLA）との160万ドルの契約が関係しています。 ExOne の Binderjet テクノロジーは、そのスピード、素材の柔軟性、使いやすさが軍事の重要なニーズに最適であることから、軍事用途で使用されています。軍事用に特別に設計されたこの3Dプリンターは、20種類以上の金属、セラミック、その他の粉末材料にバインダージェット印刷できると言われている。さらに、米軍からも高く評価されている機能もございます。

△ステアリングホイール固定具を外す
米海軍向け 3D プリントツール 同国の海軍部門も3Dプリント技術の利点を最大限に活用している。彼らは、3D プリントによって稼働中の機器のメンテナンス作業の効率を向上できることを発見しました。具体的には、海兵隊システム司令部が補給大隊や業界パートナーと協力し、例えばステアリングホイールを取り外すための 3D プリント治具を製作することになります。これは海軍車両のメンテナンスで頻繁に解決する必要がある問題です。この技術により、メンテナンス時間を短縮し、作業プロセスを合理化できます。

△WE43マグネシウム合金
サウスフロリダ大学との提携 米軍は、大手企業との頻繁な協力に加えて、大学とも広範囲に協力しています。最近、フロリダ大学の科学者たちはWE43と呼ばれるマグネシウム合金の3Dプリントに成功しました。研究者たちがこの材料の開発に着手したのは偶然ではない。既存のアメリカ兵が携行する装備の重量を軽減し（より多くの弾薬と武器を携行するため）、WE43と粉末レーザー核融合プロセスの助けを借りて、彼らは解決策を見つけたかもしれない。

△3Dプリントプロペラプロジェクト
3Dプリントされたボートのプロペラ
フランスの企業 Naval Group は、さまざまなニーズに 3D プリントを活用しています。 2021 年、Naval Group は積層造形、具体的には WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing) プロセスを利用して 3D プリントされたプロペラを実現しました。重さ200kgのブレード5枚からなるこのプロペラは、機雷探知船に搭載された。プロジェクトのチームは、この技術を使用することで、建設時間を大幅に短縮し、使用する材料の量を最小限に抑える（コストを削減する）ことができたと説明しています。

△ヘリコプターテール
スペイン空軍と 3D プリント この技術により、製造された部品に硬度、強度、明るさの特性がもたらされます。内部の繊維強化により非常に高いストレスに耐えられるさまざまなツールや最終部品が開発され、過酷な環境での使用に適した特殊部品も設計されています。

スペイン空軍ヘリコプター工場の責任者は、現在、各部品の要件に対して3Dプリントが使用できる場合は、この技術を可能な限り使用し、従来の製造方法は最後に検討すると述べた。たとえば、ヘリコプターの着陸装置の漏れ制御測定ツールや、ヘリコプターのメインローターのカスタムキーなどです。

△ラティス将軍の3Dプリントヘルメット
ラティス将軍がアメリカ陸軍のためにデザインしたヘルメット 同社は、3D プリントと構造設計を使用して陸軍の戦闘用ヘルメットの耐衝撃性を向上させる 3D 設計ソフトウェア会社です。このプロジェクトのために、同社はヘルメットの材料を設計および生成するための一連の予測モデリングツールを開発しました。これにより、戦場での兵士の保護が向上し、頭部への衝撃を受けた後の生存率が向上します。3D プリントされた材料は実際の環境でテストされ、司令部の兵士センターの性能要件を検証および開発します。

△動画：オーストラリア陸軍は金属積層造形技術を使用して装甲車両のスペアパーツを12個以上設計
装甲車スペアパーツ オーストラリア陸軍は、金属積層造形、具体的には SPEE3D が開発したソリューションを使用して、装甲車両のスペアパーツを 12 個設計しました。これらの部品は現場での使用に向けてテストおよび認定されており、オーストラリア陸軍の物流の柔軟性を高めます。

これらの印刷部品には、例えば、わずか 29 分で 3D 印刷され、総コストが 100 オーストラリアドル (約 83 人民元) のホイールカバーが含まれています。このケーススタディで使用されているマシンは WarpSPEE3D で、印刷体積は 1000 x 700 mm、速度は 1 kg/分です。 3D プリント技術により、軍隊は装甲車両のダウンタイムを短縮し、緊急事態に適切に対応できるようになります。

△米海軍は3Dプリント技術に投資しており、

アメリカ海軍と付加製造 米海軍は長年にわたり、この技術に関するいくつかの研究開発プロジェクトを実施してきました。目的は、特にスペアパーツの製造において、海洋任務中の機器メンテナンスの効率を向上させることです。そのため、海軍大学院 (NPS) はゼロックス社の ElemX 金属印刷機に投資しました。同社は、潜水艦や船舶のスペアパーツや工具の設計にこれを使用しています。これにより、海軍はサプライチェーンを短縮し、カスタム部品を製造できるようになります。

NPS は、海運分野で 3D プリントプロジェクトを立ち上げている唯一の企業ではありません。実際、MatterHackers は米国海軍と 5 年間の契約を結び、同国の海軍に必要なすべての 3D 機器のほか、トレーニングコースやメンテナンスも提供しています。同社は、海軍がカスタム部品やその他のアプリケーションの設計に Ultimaker S5 3D プリンターを導入できるよう支援しています。

△3Dプリントの爆発物はより安全になる
未来エネルギープロジェクト 英国の Future Energetics プロジェクトは、研究、爆発物試験、新しいエネルギー製造、爆発モデリング、化学合成、熱特性評価、危険性試験などの分野で活動しています。このプロジェクトの目標は、新しい高エネルギー材料と、その新しい材料を検証するための診断方法を開発することです。

3D プリンティングは新しい爆発物の配合を開発するために使用されます。これにより、保管および輸送コストの削減、パフォーマンスの向上など、潜在的なユーザーにさまざまなメリットがもたらされます。爆発物は、要件に合わせて正確に調整することができ、これまで考えられなかった斬新で複雑な設計で製造することができます。製造プロセスでは、LabRAM 共鳴音響ミキサーを使用します。このミキサーは、物理的なブレードではなく音響エネルギーを使用して材料を混合するため、プロセスがより安全になります。現在、3D プリントプロジェクトはまだテスト段階にあります。

△米国は継ぎ目のない車体プロジェクトを進めている
アメリカのASTRO社と3Dプリント、戦車本体 応用科学技術研究機構（ASTRO America としても知られる）は、米国陸軍によって連結式船体プロジェクトへの参加機関として選定されました。このプロジェクトは、戦闘車両の車体の開発と供給に3Dプリント技術を活用する取り組みの一環として、米国国防総省の製造イノベーション受益者研究所の支援を受けている。彼らは、製造時間を短縮し、生産コストを下げると同時に、車両の重量を軽減し、性能と生存性を向上させることを望んでいます。

△テキサス州バストロップのキャンプ・スウィフトトレーニングキャンプ
3D 建築会社 ICON と Barracks このプロジェクトでは、同社はテキサス州軍事局、Logan Construction、Fort Structuresと協力し、北米最大の3Dプリント兵舎を建設しました。 ICON 社の Vulcan Building System (セメント系材料を扱うタブレット操作型ロボットプリンター) を使用して、同社と軍の協力により、兵士が居住するための初の 3D プリント兵舎の建設に成功しました。最終的な建物の広さは約3,800平方フィートで、一度に72人の兵士を収容することができます。

△ 3Dプリント船体コンセプトマップ
3D プリントされた潜水艦の船体 米国国防総省は長年にわたり、航空宇宙だけでなく、地上や海上でも 3D プリント技術を幅広く活用してきました。最新のニュースによると、彼らはこの技術を深海で利用する研究を行っているとのことです。この新たな取り組みでは、オークリッジ国立研究所（ORNL）が米海軍の破壊的技術研究所と提携し、軍事史上初となる3Dプリント潜水艦の船体を開発しました。

チームは、ORNL の FDM 大面積積層造形 (BAAM) 技術を使用して、従来の製造方法よりも迅速かつコスト効率よく、6 つの炭素繊維複合材セクションを備えた 30 フィート (9.1 メートル) のコンセプト船体を製造しました。まだテスト中ですが、近いうちにさらに多くの 3D プリント潜水艦が海に出る兆しがあります。

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