新しい時代への洞察、3Dプリントが航空宇宙の夢を手助け

出典：深セン国際付加製造・粉末冶金展示会

航空宇宙分野における付加製造の利用は、今後数十年で増加すると予想されています。付加製造、3D 印刷、粉末冶金業界のベンチマークである Formnext+PM South China では、航空宇宙企業に優れたソリューションを提供するため、より軽量で強度が高く、燃費の良いコンポーネントを展示します。将来的には、3D プリント部品は航空宇宙用途でさらに効率的になるでしょう。

航空宇宙分野における3Dプリント技術の利点

迅速なプロトタイピング検証と迅速な反復。従来のプロセスを使用してタービンブレードを製造するには、金型の作成が必要であり、設計から製造まで約半年かかります。しかし、積層技術を使用すると、反復は 1 か月以内に迅速に達成できます。

設計の自由度を向上します。これまで、非常に複雑な設計のコンポーネントは製造が困難であったり、非常にコストがかかったり、製造不可能であったりしました。積層造形プロセスを使用すると、非常に複雑な 2 次元または 3 次元の金属部品を比較的簡単な方法で製造できます。これは、ソリッド部品とメッシュ部品で構成される構造部品を一体的に形成する実行可能な方法です。

コストが削減され、金型も不要で、製造も短時間で行えます。また、民間航空にとって大きな問題である修理も可能です。コスト削減のために、一体型ブレード、ブレードなどの積層製造方法を使用すると、コストを 5 分の 1 削減できます。

Formnext Connect で講演した Mesago Messe Frankfurt GmbH の Formnext 副社長 Sascha Wenzler 氏は、3DPrint.com に次のように語りました。「積層造形は、多くの業界で大きな可能性を秘めています。積層造形のアプリケーションを検討する場合、多くの場合、製造コストが唯一の考慮すべき要素です。しかし、航空宇宙業界では、軽量化や燃費向上などの他の要素が、初期の製造コストを上回ります。この分野のアプリケーションが増えるにつれて、航空宇宙業界自体が他の業界のロールモデルとなり、積層造形の全体的な採用における先駆者となっています。」

航空宇宙業界の人々は、3D プリンティングがもたらす変化をどのように予測していますか?航空宇宙産業における 3D プリント技術のボトルネックは何ですか?私たちは将来どうなるのでしょうか？付加製造、3Dプリント、粉末冶金のトレンドをリードする展示会「Formnext+PM South China」が、2022年9月14日から16日まで深セン世界博覧会・会議センター（宝安新館）で開催されます。

アニソプリント
ブース番号：B22

Anisoprint は、数十年の経験を持つエンジニアと科学者のチームによって開発された、特許取得済みの連続繊維共押し出し技術 (CFC) を備えています。 CFC 技術は、マルチマテリアル最適化の鍵となる格子構造を作成できます。これらの最終部品は、同様の金属部品よりも軽量で、強度が高く、安価です。 Anisoprint の専門家は、複合繊維の 3D プリントをほぼ無重力状態に適応させ、宇宙資源の開発、抽出、利用をサポートするプロジェクトに条件を提供します。同時に、Anisoprint には 14 か国もの人員を含む多様な研究開発チームがあります。テクノロジー、ハードウェア、ソフトウェア、材料など、さまざまな製品の開発と改善で得られたすべての経験を活かして、そのテクノロジーを宇宙探査分野に拡大することも、Anisoprint チームの最初の目標であり、持続可能な目標でもあります。 Anisoprint は SSP チームと協力して、無重力または低重力の状態で複合材料を使用してツールやコンポーネントを 3D プリントできる装置の開発に取り組みます。すでに使用されている完成品、車両型の月探査機をご紹介します。サスペンションを含む主要構造は、消耗品として Smooth PA と強化 CCF を使用し、Anisoprint テクノロジーでサポートされた 3D プリント製品で作られています。

EOS
ブース番号：B81

（冷却後の翼、材質：EOSステンレスPH1）

EOS の産業用 3D 印刷技術を使用すると、複雑な形状と定義された特性を持つ機能的なエンジン部品を、少量生産でもコスト効率よく生産できます。
付加製造（AM/産業用 3D プリント）の利点は、エンジンやタービン部品の生産において、たとえ少量生産であっても明らかです。 EOS レーザー焼結システムを使用すると、要求の厳しい形状と特定の空力特性または流体力学的特性を備えた機能部品を迅速かつコスト効率よく製造できます。機能部品には、燃料システム、ガイドベーン、タービンブレード、追加システム、特殊な熱保護コンポーネントが含まれます。空洞やオイルパイプを含む可能性のある高強度材料で作られた極めて複雑な部品でも、EOS Additive Manufacturing テクノロジーを使用すれば簡単に製造できます。これは、従来の製造プロセスでは不可能か、非常に高価になります。さらに、EOS の付加製造技術は、強度を高めるだけでなく、重量を最大 60% 削減する高度な軽量設計の開発にも使用できます。これらの革新的なコンポーネントの使用により、燃料消費量と CO2 排出量が削減されます。この設計により、航空機の耐用年数全体にわたって環境への影響を大幅に削減できます。

（内腔部およびオイルパイプ、材質：EOSステンレスPH1）

ケセルド
ブース番号：B93

Kexcelled は 3D プリント関連技術の研究開発と生産に重点を置いており、完全かつ科学的な品質管理システムを備えています。当社は現在、蘇州と上海に 3D フィラメントの生産工場を設立しています。最高の原材料と慎重に配合された配合を使用して、ABS や PLA などの材料で作られた高品質の 3D プリントフィラメントを生産しています。
Kexcelledは今回、PEEK K10IASとPEKK K10IAMという2つの新素材を展示しました。PEEK K10IASは3Dプリント技術向けに改良されたPEEK素材で、PEEK素材の優れた機械的性質、耐熱性、難燃性、耐薬品性などの特性を保持し、印刷部品の層間接着性が向上し、Z軸強度が大幅に向上しました。PEKK K10IAMは結晶化率が低いPEKK素材で、PEEKの高強度、難燃性、耐薬品性、耐高温性に似ており、印刷がより簡単で、印刷部品がより強く、特にZ軸強度が優れています。どちらの材料も航空宇宙分野で使用できます。

ポリライト<br /> ブース番号：C10

△BLT-S800

Polylite は、中国における金属積層造形技術の総合ソリューションを提供する大手プロバイダーです。同社の製品は航空宇宙分野で幅広く使用されています。
グリル部品: 従来の鋳造、鍛造、板金溶接プロセスと比較して、金属 3D プリントで製造されたグリル部品は、設計の自由度が高く、コストが低く、軽量で、処理サイクルが短いという特徴があります。
複雑な流路部品: 航空機部品には複雑な流路部品が多数あります。これらの部品には複雑な流路と高い気密性が求められます。従来の鋳造工程は複雑で、製造サイクルも長くなります。金属 3D プリント技術を使用すると、処理サイクルが短縮され、歩留まりが向上し、大幅な軽量化が実現し、全体的な使用コストが削減されます。
ステンレス高安定構造：この部品は、衛星用の高熱安定性ジョイント構造部品です。部品はトポロジカル構成を持ち、格子構造で満たされています。線膨張係数が低いインバー合金を使用して印刷されています。
アルミ合金ヒドラジンボトルブラケット：この部品は壁が薄く、内部に格子構造があり、全体のサイズが大きいため、従来の技術では加工・製造できません。レーザー精密成形により一体成形でき、製造サイクルが短く、変形を制御できます。

ハンバンテクノロジーブース番号：C32

△BHBD-1500

Hanbang Technology は、金属 3D プリント業界の熟練職人になることを目指しています。当社は強力な先進設備設計と製造能力を頼りに、大型、中型、小型の合計23モデルの開発に成功し、製品マトリックスが完成しました。開発に成功したHBD-400、HBD-1000、HBD-1500などのマルチ光路大型機器は、現在、多くのトップクラスの科学研究機関や航空宇宙企業と安定した協力関係を築き、一括供給されています。 Hanbang Technology は、金属 3D プリント業界の熟練職人になることを目指しています。当社は強力な先進設備設計と製造能力を頼りに、大型、中型、小型の合計23モデルの開発に成功し、製品マトリックスが完成しました。開発に成功したHBD-400、HBD-1000、HBD-1500などのマルチ光路大型機器は、現在、多くのトップクラスの科学研究機関や航空宇宙企業と安定した協力関係を築き、一括供給されています。
漢邦科技が製造するHBD-1500は、大型で高さが増す高効率、高品質の金属3Dプリント設備です。デュアル/クアッドレーザーオプション、完璧な粉末管理、安全で長期的な濾過システム、成熟した優れた風場設計、安定したインテリジェントなマルチ光路設計と制御を備えており、より大きなサイズ、高強度、連続生産のニーズを満たすことができ、航空宇宙、自動車部品製造などの分野に重点を置いています。

三次元への昇華<br /> ブース番号：B71

深セン盛華3Dテクノロジー株式会社は2017年6月に設立され、中国の金属/セラミック間接3D印刷技術の先駆者でありリーダーです。金属/セラミック間接3D印刷機器および材料の研究開発と生産に重点を置く国家ハイテク企業であり、金属/セラミック間接3D印刷技術の推進と応用に取り組んでいます。その製品は航空宇宙分野で広く使用されています。その中心製品である産業用独立デュアルノズル3DプリンターUPS-250と大型独立デュアルノズル3DプリンターUPS-556は、どちらも独立デュアルノズル設計を採用しており、同時に印刷したり、交互に印刷して異なる種類の金属とセラミック材料の複合製品を開発、形成したりすることができ、複雑な構造と製品の形成を実現し、操作が簡単、工業用、高精度、高品質、高コストパフォーマンスなどの利点があります。

3Dを簡単に追加ブース番号：B46

Yijia 3Dは2014年に設立され、国家級の、中関村のハイテク企業です。当社は、工業用グレードの3Dプリント（積層造形）システムと応用技術の研究開発と推進に力を入れており、工業用グレードの金属3Dプリント設備と非金属3Dプリント設備、印刷材料、応用ソフトウェアの研究開発、生産、販売に注力しています。国内有数の技術力を持つ工業用グレードの3Dプリント設備メーカーおよび応用ソリューションプロバイダーです。
現在、先進的な燃料空気複合ノズルは、多くの場合、燃料ノズル+単段または多段の渦流部品で構成されています。燃料ノズルには、流路穴、燃料パイプライン、渦流ブレード、複雑な混合室部品があります。最適化されたノズル構造設計により、燃焼室の点火、燃焼効率、排出量、出口温度の指標を満たす渦流炎を生成し、霧化品質を向上させることができます。
従来の製造プロセスでは、ノズルを加工および組み立てるために複数の部品に分解する必要があります。組み立てや溶接などの二次加工ステップにより、構造強度や応力などの性能指標が低下します。加工および組み立てプロセスでは、サイズ、精度、粗さ、シーリングが使用要件を満たすように複数のステップを設計する必要があり、ノズルの生産サイクルと技術的難易度が大幅に増加します。
金属 3D プリント技術の出現と成熟により、燃料ノズルの設計と製造に大きな変化がもたらされました。ノズル全体が一体型で形成され、組み立てが不要：積層造形技術では溶接や接合などの二次加工工程が不要で、複数の部品が一体型に形成されるため、燃料と空気の流路の完全な流動性がより確実に保証され、加工サイクルが大幅に短縮されます。

ラジウムレーザー<br /> ブース番号：C01

天津雷鳴レーザーテクノロジー株式会社は、ハイエンドの積層造形設備、補助設備、その他のパーソナライズされた総合的な積層造形ソリューションと関連ビジネスサービスを世界に提供することに注力しているハイテク企業です。高度なスキルを備えた設計、研究開発、製造、応用研究開発チームを擁し、金属積層造形の分野で画期的な進歩を遂げています。この宇宙船構造はチタン合金を使用して開発・製造されており、エンベロープサイズは長軸と短軸が550〜700 mmの交差接続楕円構造です。この宇宙船構造の形成に使用された金属3Dプリント技術は、レーザー選択溶融成形技術です。レーザー選択溶融成形技術により成形された部品は、密度が良好で、高精度の複雑で特殊な形状の金属部品を成形できます。緻密な構造と優れた総合性能により、国内外で広く認知され、一定の商業的応用もされています。ご存知のとおり、宇宙船は通常、多くの複雑な部品で構成されていますが、これはそのうちの 1 つにすぎません。より多くの部品、特に大型構造部品に格子構造や金属3Dプリントが実現できれば、打ち上げ時の燃料コストを大幅に節約できます！これは間違いなく、航空宇宙分野における金属 3D プリントの応用における画期的な出来事です。

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