DARPAは最も希少な金属であるレニウムの研究においてElementum 3Dを支援している

はじめに: 米国の軍事および諜報投資基金は、3D プリント材料 (特に金属) 市場への資金提供を増やしています。これは、積層造形業界全体が拡大と統合の時期にあることを示しているのでしょうか?待って見てみましょう。

2022年5月、アンタークティックベアは、米国防高等研究計画局（DARPA）が、金属レニウムの積層造形への応用を拡大するために、Elementum 3Dと科学技術革新研究（SBIR）契約を締結したことを知りました。

「レニウム」の付加製造研究プロジェクトが確定 レニウムは最後に発見された安定した元素であり、地球の地殻で最も希少な元素の 1 つです。タングステン以外の金属の中で最も融点が高く、安定した元素の中で最も沸点が高く、密度は 4 番目に高い。その希少性と独自性により、非常に需要が高く高価な商品となっており、ジェットエンジン、ロケット、ミサイル推進システムの製造に最もよく使用されています。

△ レニウム。画像提供：Wikipedia

米国連邦政府で最も古く、最も影響力のある研究開発機関の 1 つである国防高等研究計画局 (DARPA) は、レニウム用途の付加製造 (AM) 手法の開発を目的として、Elementum 3D に Direct-to-Phase II 補助金イノベーション研究 (SBIR) 契約を授与しました。レニウムには多くの望ましい特性がありますが、これが従来の冶金技術を使用して製造することを困難にする原因でもあります。レニウムは融点が高いため、加工硬化の影響を受けやすくなります。したがって、この金属はほとんどの場合、他の金属、主にタングステンとニッケルとの合金として使用されます。 DARPA が Elementum に資金を提供する主な目的の 1 つは、レニウムを合金としてだけでなく、単独のソリューションとして使用するソリューションを開発することです。

Elementum の RAM テクノロジー<br /> 付加製造材料を開発するアメリカの企業、Elementum 3D は、反応性付加製造 (RAM) 技術に関して米国、カナダ、オーストラリアで特許を取得しました。 RAM プロセスの主な特徴は、これまで 3D プリントが不可能だった材料を使用できるため、積層造形用の材料ライブラリが拡張されることです。付加製造産業が発展するにつれて、金属 3D プリントは多くの主要産業で有益な用途を提供しますが、印刷できる金属材料の種類が限られているため、その広範な採用は制限されています。

2014 年に設立された Elementum 3D (旧称 Sinter Print) は、先進的な金属、複合材料、セラミックのラピッドプロトタイピングの研究開発に重点を置いた企業です。これらの材料は、高耐久性、高強度、軽量ソリューションのニーズを満たすように設計されています。同社は特許取得済みのRAMプロセスを使用してこれを製造しており、凝固プロセス中の亀裂を防ぐのに役立ちます。 RAM テクノロジーにより、Elementum 3D は、通常は直接金属レーザー焼結 (DMLS) システムを使用して印刷するのが難しいさまざまな付加製造粉末を開発できるようになりました。アルミニウム 1000、2024、6061、7050、7075 など、実績のある鍛造合金をベースにした高性能合金粉末が含まれています。

Elementum は材料の研究と製造において豊富な経験を持っていると言えますが、レニウム金属を積層造形に使用できるのでしょうか?一緒に待ちましょう！

エレメンタムの契約プロジェクト
SBIR プログラムは、米国中小企業庁 (SBA) の助成金プログラムであり、中小企業の研究開発に年間約 25 億ドルの資金を提供しています。そのうち10億ドルは国防総省が支出し、残りの15億ドルは国立衛生研究所（NIH）や農務省などの機関に支払われた。 SBIR フェーズ II 助成金は「最長 2 年間で最大 100 万ドル」です。企業が SBIR 以外の資金でフェーズ I を完了したことを証明すると、フェーズ II の資金を受け取ることができます。 SBIR が Elementum に第 2 フェーズの資金提供を行うことになった今、Elementum は 3D プリントレニウムの研究で初期成果を達成したことになります。

△画像提供：Elementum 3D

金属付加製造、特にレーザー粉末床溶融結合法 (LPBF) 3D 印刷のソリューションを専門とする Elementum 3D は、少なくとも 3 つのプロジェクトで SBIR 資金を受け取っています。同社は2020年にNASAからフェーズ1の資金提供を受け、Masten Space Systemsと提携して金属3Dプリント燃料噴射装置の高温燃焼試験を実施した。 Elementum は 2021 年にフェーズ I 契約を 2 件受注しました。1 件は NASA からのもので、軟磁性材料の付加製造技術を開発するものです。もうひとつは、金属合金の3Dプリント用のモデリングフレームワークを開発している米国海軍からのものです。 Elementum と DARPA が締結した契約の第 2 フェーズは、最終的な商用 3D 印刷のためにレニウムのテスト範囲を拡大することです。

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