付加製造技術がプラネットオーシャンの水中探査機を支援

付加製造技術は航空宇宙産業で大きな役割を果たしていますが、水中にも応用できることをご存知ですか?水中車両メーカーのecoSUB Roboticsは、主要部品の製造に3Dプリンティングを採用しました。同社は、3DPRINTUK を通じてポリマー粉末融合堆積技術、具体的には SLS とマルチジェットフュージョン (MJF) を使用して、深海の要件を満たすことができる強力で独自のコンポーネントを作成しています。このプロジェクトは、最も要求の厳しい環境でも積層造形技術が機能し続けることを実証しています。

ecoSUB Robotics は Planet Ocean のスピンオフ企業であり、Planet Ocean 自体は「研究、調査、海軍、運用サポート用の高品質海洋科学機器のスペシャリスト」です。 Planet Ocean は、特に自律型水中車両および水上車両を含む海洋学および海洋気象機器のリーダーであり、一方 ecoSUB は潜水艦のような水中車両の構築に重点を置いています。同社は、海水、極低温、海抜2,500メートルの極圧など、さまざまな厳しい条件下で動作できる3Dプリント部品を作成する方法を模索していました。さらに、宇宙船内の貴重な電子機器を保護するために、これらのコンポーネントは防水性と無傷性を備えている必要があります。

ecoSUB Robotics の海洋ロボットシステム担当主任ロボットエンジニアである Jeremy Sitbon 氏は、同社が AM を選択した理由について、次のように語っています。「もちろん、当社の水中車両に使用する部品は、強度と耐久性が求められ、設計意図に完全に準拠している必要があります。射出成形よりも 3D プリントを選んだのは、この技術の方が汎用性が高く、設計の自由度が高いため、優れた部品を革新できるからです。さらに、当社の生産量は少ない (おそらく 1 か月あたり 10 個) ため、射出成形は経済的ではありませんでした。さらに、3D プリントでは、個々の顧客向けに設計をカスタマイズできるため、選択は明らかでした。」

目標を達成するために、ecoSUB Robotics はまず SLS プリントを採用しました。彼らがこの技術を選んだのは、高品質の部品が生産できること、特に最終的な部品が MJF を使用して作られたものよりも白くなることがわかったためです。これは同社にとって重要なことでした。外装部品は目立つように黄色にする必要があり、白い部品の上に塗装すると色がより目立つことがわかったからです。それに比べると、MJF の部分ははるかにグレーです。ただし、内部部品の保護には MJF の方が適しています。結果は非常に有望であるため、ecoSUB は MJF や外部部品への移行を検討しています。

特に必要な部品の数が少ないため、コスト効率も問題となります。シットボン氏はさらに、軍隊、石油・ガス業界の専門家、気候研究の科学者による水中車両の使用には大きな可能性があると同社は考えていると述べた。海中でのデータ収集は、部品が前述の圧力や厳しい条件に耐えられないために難しい場合があります。実際、科学者はまさにこれらの理由から海底全体の地図を作成することさえできません。しかし、3D プリントがこれらの船舶の製造に役立つとすれば、さまざまな海洋産業に携わる人々にとって大きな変化をもたらす可能性があります。

しかし、全体として、ecoSUB は両方のテクノロジーがニーズを満たすのに効果的であると判断しました。シットボン氏は次のように結論付けました。「SLS と MJF の両方の評価は継続され、内装と外装の両方の用途で 3DPRINTUK チームの指導を受けることができてうれしく思います。当社の車両が使用される過酷な環境を考えると、両方のプロセスが厳しい寒さ、高圧、塩水の腐食性にどれほどよく耐え、厳格な防水テストに合格できるかに驚きました。」

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