チャイナデイリー海外版：3Dプリントが中国のミサイル生産を加速

出典：チャイナデイリー

3月21日、チャイナ・デイリー海外版は「3Dプリントでミサイル生産を加速」と題する記事を掲載し、中国最大のミサイルメーカーである中国航天科技集団が3Dプリントを活用して巡航ミサイルの設計と生産を加速している事例を紹介した。これは、中国の兵器の新しい製造技術を英語で紹介する数少ない国内誌の 1 つかもしれません。

《3Dプリントでミサイル生産が加速》原文：https://m.china.com.cn/wm/doc_1_29303_2192991.html

△《3Dプリンターでミサイル製造が加速》レポート

記事はミサイルのガス舵の製造から始まる。中国航空宇宙科学工業公司第三研究院の上級技術者によると、従来の技術でガス（方向）舵を製造するには、数十人の技術者と作業員が1～2か月かけて完成させる必要があり、鋳造や溶接などの一連の工程が含まれるという。 3Dプリント技術の参考クエリにより、ガス舵はミサイルの尾部エンジンの後ろに位置し、エンジンのガスの流れを変えることでミサイルの飛行姿勢を変える横方向の制御力を生成することが判明しました。しかし、この部品はミサイルのほんの一部に過ぎないので、従来の方法で巡航ミサイル全体を製造するにはどれだけの人手と時間がかかるかは想像に難くない。

△ミサイルガス舵

これまでと違うのは、3Dプリント技術を使うことで、研究所が数人の作業員に1週間以内に舵を作らせられるようになったことだ。担当者は、3Dプリント技術は労力、時間、コストを大幅に節約し、製品の重量や精度管理の面でも機械加工よりはるかに優れていると指摘した。従来、機械加工で製造された舵は表面が粗く、作業員が機械を使って時間をかけて磨く必要がありました。その過程で、金属の大部分が切り取られ、無駄になっていました。対照的に、3Dプリントされた部品の表面は非常に滑らかで、加工代もわずかしかなく、つまり、部品をミサイルにほぼ直接取り付けることができるということです。

「3Dプリント技術のおかげで、生産効率と品質が大幅に向上しました。」

同研究所付加製造技術イノベーションセンターのエンジニア、焦氏は、大型ミサイル部品の製造において、3Dプリントにより原材料の利用率が数十倍に向上し、製品の構造強度が高まり、合格率も向上したと語った。同氏は、第三航空科学工業アカデミー公司は中国の航空宇宙産業における3Dプリント技術の最大のユーザーであり、技術者らは同技術を使ってエンジンや胴体パネルなど多くの巡航ミサイルの部品を製造していると述べた。

同時に、付加製造技術センターは研究所の兵器・装備設計部門と協力し、新型ミサイルの設計に3Dプリント技術を直接導入した。「設計者は、どの部品が『印刷』に適しているかを検討できます。この技術により、エンジニアは想像力と革新の余地が広がり、従来の方法では製造が困難でも、3D印刷では簡単に製造できる高度で複雑な部品を設計できるようになります。3D印刷技術がミサイルの設計を完全に変えると言っても過言ではありません。」

△建国記念日軍事パレードの武器と装備

防衛産業の軍事観察者であるウー・ペイシン氏は、将来的には3Dプリンターが戦場に持ち込まれ、兵士が必要に応じて現場でミサイルを印刷し組み立てることができるようになるだろうと述べた。米国とオーストラリアの陸軍は、SPEE3DやMarkforgedなどを使用して、戦場特有の技術とシステムを実証しました。

我が国の国防戦略の全面的転換に伴い、航空宇宙装備のアップグレードや交換のペースが加速すると予想されており、航空宇宙部品の製造は成長期にあります。国の「第14次5カ年計画」では、新世代航空装備、精密打撃兵器、無人装備、情報装備が重点とされ、新世代航空宇宙装備と精密打撃兵器は大量装備段階に入る。

ミサイルの研究開発と製造の面では、3D プリントの独自の軽量製造特性により、ミサイルの使用効率を向上させることができます。人民解放軍報の情報によると、3Dプリントミサイルは従来の製造方法に比べてコストを削減できるだけでなく、ミサイル部品の設計と更新時間も大幅に短縮できるという。情報によると、中国と諸外国は、巡航ミサイルなどの極超音速兵器に使われるスクラムジェットエンジンの主要部品の製造に3Dプリントの利用を検討している。 3D プリント技術は、弾頭製造におけるさまざまな制限を取り除き、ミサイルの熱力学的性能を向上させ、これまで使用できなかった設計を試すことも可能にします。レイセオンやロッキード・マーティンなどの企業は、2016年から3Dプリントによるミサイル部品製造の新しい方法を模索してきた。公開情報によると、ミサイルの弾頭の重量を1kg減らすと、射程距離が12～15km伸びる可能性がある。そのため、3Dプリントはミサイルの性能を大幅に向上させることができると考えられており、この分野での需要は今後も増加し続けると予想されています。

国防部の情報によると、2021年上半期に全軍の基礎訓練の強度が大幅に高まり、弾薬消費量も大幅に増加し、調達量も引き続き増加すると予想されている。昨年8月、我が国のミサイル兵器システムの研究開発と航空宇宙防衛の発展をリードする中国航空宇宙科学工業公司第二研究院第二総設計部は、ある種の航空機製品の複雑な構造の3Dプリント統合製造を実現したと発表し、これは航空宇宙分野における航空機開発への3Dプリント技術の応用における重要なマイルストーンであり、航空機の軽量レベルをさらに向上させ、将来の新世代航空機の開発に強力なサポートを提供すると指摘した。

△中国航空宇宙科学産業公司第二科学院第二部は、ある種類の航空機製品の複雑な構造の3Dプリント統合製造を実現しました。画像出典：中国航空宇宙科学産業公司第二アカデミー第二部

第2部門の専門家は、航空宇宙製品には多くの構造部品があり、生産サイクルが長く、コストが高いことを紹介しました。以前は、複雑な構造の製品のコンポーネントセットは、数十個の部品で構成されることがよくありました。各部品には 3 次元モデルと「パーソナライズされた」プロセスフロー設計が必要で、その後、デジタル工作機械で 1 つずつ製造および処理されていました。生産サイクルは、多くの場合、数か月単位で計算されていました。同時に、「旋削、フライス加工、平削り、研削」などの従来の加工プロセスの制限により、航空機を「スリム化」することは非常に困難であり、航空機の性能向上に直接影響します。場合によっては、構造設計者は数グラムの重量を減らすために多大な努力をします。現在、3Dプリント技術により、積層造形のための統合構造設計と製造が実現され、複雑な部品の部品点数を大幅に削減できます。統合された3次元モデリング後、3Dプリンターに直接インポートして成形できます。1台のプリンターで複数の部品を同時に印刷でき、製造時間は数か月から10日以上に短縮されます。同時に、部品点数が削減されるため、部品の組み立て工程も簡素化され、構造の信頼性と組み立て効率が大幅に向上します。

中国航空宇宙科学産業公司第三アカデミー付加製造技術イノベーションセンターのエンジニアたちも、3Dプリント技術はアカデミーのドローン製造においても大きな可能性を秘めていると語った。 3D Printing Technology Referenceは、2021 Additive Manufacturing Materials Innovation and Development Forumで、我が国のWing Loong UAVに複数の3Dプリント部品が使用されていることを知りました。

△ Wing Loong UAVには3Dプリントされた部品が多数搭載されている

需要の増加と軍民融合改革の深化に伴い、製造業の需要の一部がさらに上流の民間企業に解放されることになるだろう。 2025年までに、中国の航空宇宙およびその他の分野では600台以上の金属3Dプリンター機器が使用されることになる。技術革新による大規模生産の追求以前は、3D プリンティングは通常、出力が低い場合にのみ経済的であったため、カスタマイズと迅速な設計反復を伴う小ロット製造に適していました。設備、材料、サービスプロバイダーの技術の継続的な進歩により、3Dプリンティングは大規模生産において徐々に経済的になってきました。大規模生産能力を備えた「Additive Manufacturing 2.0」は、3Dプリンティングの急速な発展の10年を先導するでしょう。

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