ポリライトの王嘉軍氏:金属積層造形が製品設計の革新を促進

ポリライトの王嘉軍氏:金属積層造形が製品設計の革新を促進
2021年10月14日〜15日、上海付加製造協会とAECC上海商用航空機エンジン製造有限公司が共催する「中国航空宇宙付加製造技術開発フォーラム」が上海滴水湖で開催されました。ポリライトの技術研究開発部門ディレクターである王嘉軍氏は、フォーラムで「金属付加製造が製品設計の革新を促進する」と題する基調講演を行いました。

△ポリライトの技術研究開発部門のディレクターである王嘉軍氏は、スピーチの中で、ポリライトの開発の歴史、主な業務、将来の発展について紹介しました。王嘉軍氏は次のように述べた。「BTLは2011年に設立されました。過去10年間の発展の中で、幸運にも多くの国家の主要な科学技術プロジェクトに参加し、合計5,000以上のアプリケーションがインストールされました。2019年には科学技術イノベーションボードに上場されました。現在、同社は1,100人以上の従業員を擁し、そのうちR&D担当者は約30%を占めています。現在の主な事業は、金属3Dプリント装置、プロセス技術サービス、カスタマイズ製品、金属3Dプリント材料です。同社の粉末ライン、製品ライン、装置ライン、R&Dセンターの建設の第2期はすべて2021年に稼働する予定です。」


その後、王家軍氏は航空宇宙積層造形におけるいくつかの代表的な外国企業の成果を分析した。例えば、GEが開発したGE9Xエンジンには300個以上の3Dプリント部品があり、SPACE Xは積層造形技術を設計に完全に統合し、シーメンスはガスタービンブレードを3Dプリントし、その応用範囲を拡大し続けている。

これらの企業は、積層造形技術を適用する過程で、製品とシステムのパフォーマンスを向上させ、重量を軽減してコストを節約し、製品設計を最適化することで製品の競争力を強化しました。王嘉軍氏は次のように述べた。「製品の最適化には、構造、材料、プロセスの3つの側面が関係します。さらに、積層造形に基づく製品設計では、3Dプリントされているか?3Dプリントに適しているか?どのように3Dプリントに適しているか?3Dプリントをどのように活用して価値を高めるか?」という4つの質問も考慮する必要があります。

積層造形に基づく製品設計も、AM-AFAM-DFAM の 3 つの開発段階を経てきました。技術の継続的な成熟と設計能力の向上により、積層造形の技術的利点と可能性がさらに発揮されてきました。積層造形をベースに設計された製品は、性能、軽量化、製造サイクルなどが向上しています。


王家軍氏は、積層造形に基づく一般的な最適化構造の特徴としては、主に中空層間と格子構造、空間トポロジー構造、薄肉リブ補強構造、空間曲面/極小曲面の放熱特性、機能優先の流路配置、微細多孔構造などが挙げられると述べた。

王嘉軍氏はまた、トポロジカルブラケット、軽量ブラケット、マルチスケール構造、カバー、ステアリングナックルなど、これらの典型的な最適化された構造的特徴に対するプラチナの応用事例をいくつか挙げました。トポロジカルブラケットを例にとると、最適化された設計+ 3Dプリントにより、このブラケットの処理サイクルは5時間に短縮され、材料利用率は95%に達し、部品の重量は670gから245gに減り、64%の軽量化が実現しました。

同時に、Polyliteはフォーラムのブースで紹介したトポロジカルブラケットを展示しました。

△トポロジー最適化されたコネクタとプロトタイプ(左:最適化前、右:最適化後)
インタビューで、王家軍氏は南極熊に次のように語った。「積層造形と設計革新は相互に融合し、相互に補強し合うべきです。当初、積層造形技術は主に試作品の検証に使用され、技術が実現可能かどうか、作れるかどうかの方が重視されていました。この段階では、主にプロセス研究部門と製品製造部門によって行われ、設計部門は直接製造を引き受けておらず、両者の間には断絶がありました。積層造形の発展に伴い、特に過去3年間で、設計部門も積層造形に注目し始め、この点で深い研究を行うようになりました。これは変化です。」



ポリライト、航空宇宙、王嘉軍

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